DE69636486T2

DE69636486T2 - Gasemulsionen, die durch fluorierte Ether mit niedrigen Ostwaldkoeffizienten stabilisiert sind

Info

Publication number: DE69636486T2
Application number: DE69636486T
Authority: DE
Inventors: Alexey Corvallis Kabalnov; Ernest George San Diego Schutt; Jeffrey Greg San Diego Weers
Original assignee: Imcor Pharmaceutical Co
Current assignee: Imcor Pharmaceutical Co
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: KR100401429B1; EP0833669A2; PL323868A1; IL122217A0; EP1174153A3; MX9709564A; EP0833669B1; CZ391397A3; PT833669E; DK0833669T3; NO975317D0; AU712946B2; WO1996040281B1; CN1192159A; EP1174153B1; HUP9900848A3; KR19990022594A; JPH11506782A; HUP9900848A2; CN1087954C

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beinhaltet Vorstufen zur Herstellung solcher Emulsionen.
2. Stand der Technik
Die Ultraschall-Technologie stellt eine wichtige und wirtschaftlichere Alternative zu den bildgebenden Verfahren dar, welche ionisierende Strahlung verwenden. Obwohl zahlreiche herkömmliche bildgebende Verfahren erhältlich sind, z. B. die Magnetresonanz-Bildgebung (magnetic resonance imaging, MRI), Computertomographie (CT), und Positron-Emissionstomographie (PET), verwendet jedes dieser Verfahren außerordentlich teure Apparaturen. Darüber hinaus verwenden CT und PET ionisierende Strahlung. Im Gegensatz zu diesen Verfahren ist die Apparatur zur Ultraschallbildgebung relativ kostengünstig. Darüber hinaus verwendet die Ultraschallbildgebung keine ionisierende Strahlung.
Die Ultraschallbildgebung macht sich Unterschiede in der Gewebsdichte und Gewebszusammensetzung zu Nutze, welche die Reflexion von Schallwellen durch diese Gewebe beeinträchtigen. Bilder sind dort besonders scharf, wo es bestimmte Veränderungen in der Gewebsdichte oder Komprimierbarkeit gibt, wie z.B. an Gewebsgrenzflächen. Grenzflächen zwischen festen Geweben, dem Knochensystem und verschiedenen Organen und/oder Tumoren sind mit Ultraschall leicht darstellbar.
Demgemäß arbeitet Ultraschall bei zahlreichen bildgebenden Verfahren in geeigneter Weise ohne die Verwendung von Kontrast-verstärkenden Mitteln; für andere Anwendungen, wie die Darstellung von fließendem Blut, sind jedoch laufend Anstrengungen unternommen worden, solche Mittel zu entwickeln, um eine Kontrastverstärkung bereitzustellen. Eine besonders wichtige Anwendung für solche Kontrastmittel liegt im Bereich der Perfusionsbildgebung. Solche Ultraschall-Kontrastmittel könnten die Darstellung von fließendem Blut im Herzmuskel, in den Nieren, in der Leber und in anderen Geweben verbessern. Dies würde wiederum die Forschung, Diagnose, Operation und Therapie, welche die dargestellten Gewebe betreffen, erleichtern. Ein Blutreservoir-Kontrastmittel würde auch die Darstellung auf der Grundlage des Blutgehalts erlauben (z. B. bei Tumoren und entzündeten Geweben) und würde bei der Darstellung der Placenta und des Fötus helfen, indem ausschließlich die mütterliche Zirkulation hervorgehoben wird.
Es sind eine Vielzahl von Mitteln zur Verstärkung des Ultraschallkontrastes vorgeschlagen worden. Die erfolgreichsten bestanden im Allgemeinen aus Dispersionen kleiner Gasblasen, welche intravenös injiziert werden können. Die Blasen werden in den Blutstrom eines lebenden Körpers, welcher dargestellt werden soll, injiziert, wobei in dem fließenden Blut eine Emulsion bereitgestellt wird, welche eine unterschiedliche Dichte und eine viel höhere Komprimierbarkeit als das umgebende Flüssiggewebe und das Blut hat. Als ein Ergebnis können diese Blasen mit Ultraschall leicht dargestellt werden.
Unglücklicherweise war die Erzeugung von Blasen, welche in vivo wirkungsvolle Mittel zur Ultraschallstreuung sind, schwierig. Einige Erklärungen dafür sind offensichtlich. Als erstes tendieren solche Blasen dazu, aufgrund der Diffusion des umschlossenen Gases in die umgebende Flüssigkeit schnell zusammenzuschrumpfen. Dies gilt insbesondere für Blasen, welche Luft oder deren Komponenten-Gase (wie Stickstoff) enthalten, welche in Wasser sehr gut löslich sind. Man könnte erwarten, dass die Lebensdauer der Blasen verlängert werden kann, indem einfach die Größe der Blasen vergrößert wird, damit mehr Gas entweichen muss, bevor die Blasen verschwinden. Es zeigte sich jedoch, dass dieser Ansatz unbefriedigend war, weil Blasen, welche größer als etwa 10 μm im Durchmesser sind, durch die Lungen aus dem Blutstrom geklärt werden, was ihre weitere Zirkulation verhindert. Zusätzlich sind größere Blasen nicht in der Lage, durch kleinere Blutgefäße und Kapillaren zu zirkulieren.
Zuzüglich sollten Mikroblasen mit zufriedenstellendem in vivo-Verhalten auch vorteilhafte biologische Eigenschaften besitzen. Als erstes sollten die Verbindungen, welche das Gas im Inneren der Mikroblasen ausmachen, biokompatibel sein. Letztendlich werden die Mikroblasen, welche die Gasphase enthalten, zerfallen und die Gasphase wird entweder als ein gelöstes Gas oder als Submikron-Tropfen der kondensierten Flüssigkeit in das Blut freigesetzt werden. Deshalb werden die Gase primär über die Lungenatmung oder über eine Kombination von Atmung und anderen metabolischen Stoffwechselwegen über das reticuloendotheliale System aus dem Körper entfernt werden. Sogar dann, wenn die Beständigkeit der Blasen ausreichend ist, um einige Durchläufe durch das Zirkulationssystem eines Tieres oder des Menschen zu erlauben, kann die Mikroblasenaufnahme durch die reticuloendothelialen phagocytischen Zellen der Leber die Wirksamkeit des Kontrastmittels einschränken. Nachteilige Reaktionen des Immunsystems können ebenfalls die in vivo- Lebensdauer der Blasen reduzieren und sollten vermieden werden. Es ist zum Beispiel gezeigt worden, dass "nackte" Mikroblasen nachteilige Reaktionen hervorrufen, wie die Aktivierung des Komplementsystems [siehe zum Beispiel K. A. Shastri et al. (1991) Undersea Biomed. Res., 18, 157)]. Wie im Stand der Technik bekannt ist, können diese unerwünschten Reaktionen jedoch durch die Verwendung von geeigneten Verkapselungsmitteln reduziert werden.
Demgemäß haben Anstrengungen, die in vivo-Lebensdauer von Mikroblasen zu verlängern, die Verwendung von Stabilität und deshalb die verschiedenen Verkapselungsmaterialien beinhaltet. Es sind zum Beispiel Gelatine oder Albumin-Mikrosphären verwendet worden, welche zu Beginn in flüssigen Suspensionen gebildet werden, und welche während der Erstarrung Gas einfangen. Die Verwendung von grenzflächenaktiven Substanzen als stabilisierende Mittel für Gasblasen-Dispersionen ist ebenfalls untersucht worden, wie in den U.S. Patent Nrn. 4,466,442 von Hilmann et al., und 5,352,436 von Wheatley et al. dargestellt ist. Einige grenzflächenaktive Substanz-enthaltende Kontrast-verstärkende Mittel fangen Gasblasen im wässrigen Kern von Liposomen ein, wie im U.S. Patent Nr. 5,334,381 von Unger und dem U.S. Patent Nr. 4,900,540 von Ryan et al. dargestellt ist.
Kürzlich haben die Auswirkungen des eingefangenen Gases auf die Lebensdauer der Blasen beträchtliche Aufmerksamkeit erhalten. Neben Luft und ihren Bestandteilen sind verschiedene Edelgase wie Krypton und Argon verwendet worden. Die Aufmerksamkeit wurde nun auf biokompatible Gase gerichtet, welche eine niedrige Wasserlöslichkeit besitzen. Theoretisch wurde gezeigt, dass niedrige Löslichkeit einen wichtigen Faktor für die Gasblasenstabilität darstellt. In Epstein und Plesset, On the Stability of Gas Bubbles in Liquid-Gas Solutions, (1950) J. Chem. Phys. 18 (11), 1505–1509, wurde die Rate der Gasblasen-Abnahme als eine Funktion der Gas-Dichte, -Löslichkeit und -Diffusionsfähigkeit in das umgebende Medium erhalten. Es ist auch gezeigt worden, dass die Stabilität von Flüssig-Flüssig-Emulsionen mit abnehmender Löslichkeit der dispergierten Phase zunimmt (Kabalnov and Shchukin, Ostwald Ripening Theory: Applications to Fluorocarbon Emulsion Stability, Advances in Colloid and Interface Science, 38:69–97, 1992).
Mit bestimmten vereinfachenden Annahmen führt die Epstein und Plesset-Formel zu der Formel für die Lebensdauer von Blasen (τ), welche von Quay im U.S. Patent 5,393,524 vorgegeben ist: τ α ρ/DC (1),wobei ρ die Dichte des eingefangenen Gases ist, D die Diffusionsfähigkeit des Gases in das umgebende Medium und C die Löslichkeit des Gases in dem umgebenden Medium bedeutet. Basierend auf dieser Formel erzeugt Quay Blasen unter Verwendung von Gasen, welche auf der Grundlage, bei atmosphärischen Druck und Körpertemperatur (37°C) gasförmig zu sein, ausgewählt wurden und welche eine reduzierte Wasserlöslichkeit, höhere Dichte und verminderte Gas-Diffusionsfähigkeit in Lösung im Vergleich zu Luft haben. Auf die gleiche Art und Weise offenbaren Schneider et al. in EP 0554213 A1 Gase, welche auf der Grundlage von niedriger Wasserlöslichkeit und hohem Molekulargewicht ausgewählt wurden. Konkret offenbarte Gase beinhalten SF₆ und SeF₆ sowie verschiedene perfluorierte Kohlenwasserstoffe.
Obwohl verminderte Wasserlöslichkeit und Diffusionsfähigkeit die Rate, mit welcher das Gas die Blase verlässt, beeinflussen kann (wie ursprünglich von Epstein und Plesset vorhergesagt), sind die Quay und Schneider Gas-Auswahlkriterien dahingehend ungenau, dass sie in dem Einschluss bestimmter ungeeigneter Gase und dem Ausschluss bestimmter optimal geeigneter Gase resultieren. Im U.S. Patent Nr. 5,393,524 zum Beispiel schlägt Quay vor, dass Mikroblasen-Gase auf der Grundlage einer Berechnung des Q-Wertes für das vorgeschlagene Gas ausgewählt werden sollen, wobei: Q = 4 × 10–7 × ρ/DC (2)wobei ρ die Gasdichte (kg/m³) ist, C die Wasserlöslichkeit des Gases (M) ist, und D die Diffusionsfähigkeit des Gases in Lösung (cm²/Sekunde) ist. Quay lehrt, dass der Q-Wert mindestens 30 sein sollte, um ein zweckmäßiges Gas für die Ultraschall-Kontrastverstärkung zu sein. Eine einfache Abschätzung unter Verwendung der Wasserlöslichkeitsdaten aus der Literatur (E. Wilhelm, R. Battino und R. J. Wilcock, Chemical Reviews, 1977, Bd. 77, S. 219) zeigt, dass die Q-Werte von nahezu allen bekannten Gasen (mit Ausnahme von Wasserstoff und Helium) sich an diesen Wert annähern oder ihn überschreiten. Sauerstoff zum Beispiel hat bei 25°C einen Q-Wert von 20 und Stickstoff hat einen Q-Wert von 35. Deshalb stellt die Quay-Offenbarung wenig Anleitung bereit, um wirkungsvolle Mikroblasen-Gase auszuwählen.
Darüber hinaus ziehen weder das Quay Q-Koeffizienten-Kriterium noch die Schneider'sche Offenbarung in EP 0554213 A1 bestimmte hauptsächliche Ursachen der Blasenschrumpfung in Betracht, nämlich die Wirkungen auf die Blasen-Oberflächenspannung, Wirkungen der grenzflächenaktiven Substanzen und Gas-osmotische Wirkungen und das Potential, durch Kondensation das Gas in eine Flüssigkeit einzufüllen. Der Partialdruck des einzufüllenden Gases muss nämlich hoch genug sein, um dem überschüssigen Laplace-Überdruck innerhalb der Blasen entgegenzuwirken. Falls der gesättigte Dampfdruck niedrig ist, kann das einzufüllende Gas in die Flüssigkeit kondensieren und die Kontrastfähigkeit wird verloren sein. Demgemäß besteht im Stand der Technik ein Bedarf nach stabilisierten Kontrast-verstärkenden Mitteln, welche biokompatibel sind, leicht hergestellt werden können und welche eine verbesserte in vivo Kontrast-Verstärkung bei der Ultraschall-Darstellung bereitstellen. Es besteht auch ein Bedarf nach Mikroblasenvorstufen und nach Verfahren, um solche Kontrast-verstärkenden Mittel herzustellen und zu verwenden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung verwendet Fluorether-Verbindungen mit niedrigem Ostwald-Koeffizienten, um langlebige Gasemulsionen bereitzustellen, umfassend Mikroblasen-Präparate zur Verstärkung des Kontrastes bei der Ultraschall- und Magnet-Resonanzbildgebung. Wenn Mikroblasen-Präparate unter Verwendung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, können langlebigere Bilder des Herzens und anderer innerer Organe erhalten werden, als dies zuvor möglich gewesen ist. In dieser Erfindung sind Gasemulsionen offenbart, welche eine zuvor nicht berücksichtigte Klasse von Verbindungen umfassen, welche eine verminderte Wasserlöslichkeit ohne einen wesentlich verminderten gesättigten Dampfdruck (und damit überraschend niedrige Ostwald-Koeffizienten) umfassen. Der hohe Dampfdruck hilft zusätzlich dabei, den Kontrastverlust aufgrund der Kondensation des Füllgases in die Flüssigkeit zu vermindern. Diese Verbindungen sind die fluorierten Mono- und Polyether. Wenn Perfluorpolyether mit ihren Perfluorkohlenstoff-Analogen mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen verglichen werden, beeinflusst die Zugabe von Ether-Sauerstoff den Dampfdruck nicht wesentlich, wohingegen die Wasserlöslichkeit um einen Faktor von ungefähr 2–3 abnimmt. Dies ist unerwartet und überraschend insofern, als die Umwandlung von Kohlenwasserstoff in Ether in einer wesentlichen Erhöhung der Wasserlöslichkeit resultiert.
Somit wird eine Gasemulsion zur Verstärkung des Ultraschallkontrastes offenbart, welche eine Vielzahl von Gasblasen in einem flüssigen Medium umfasst, wobei das Gas einen Fluormono- oder Fluorpolyether, oder ein Gemisch davon umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst das Gas eine Verbindung, welche bei 37°C einen Ostwald-Koeffizienten von weniger als etwa 100 × 10^–6 besitzt, was zu einer besonders langen in vivo-Kontrastverstärkung führt. Es fand sich, dass ein Dampf aus Perfluordiethylether, Perfluordimethylether, Perfluormethylethylether, Perfluormonoglycolethes, C₄F₁₀O₃, C₅F₁₂O₄, C₆F₁₄O₅ besonders vorteilhaft ist.
Die erfindungsgemäßen Gasblasen können von einer grenzflächenaktiven Schicht umgeben sein, welche vorzugsweise einen ersten und einen zweiten grenzflächenaktiven Stoff umfasst, wobei der erste grenzflächenaktive Stoff im Wesentlichen aus einem Phospholipid oder aus einem Gemisch von Phospholipiden mit mindestens einer Acylkette besteht, die mindestens 10 Kohlenstoffatome umfasst, und mindestens etwa 5% Gew./Gew. der gesamten grenzflächenaktiven Substanz umfasst, wobei der zweite grenzflächenaktive Stoff wasserlöslicher ist als der erste grenzflächenaktive Stoff. Am meisten bevorzugt umfasst der erste grenzflächenaktive Stoff ein Phosphatidylcholin mit einer oder mehreren Acylketten, wobei mindestens eine Kette 12 bis 18 Kohlenstoffatome umfasst, und wobei der zweite grenzflächenaktive Stoff ein Phosphatidylcholin mit einer oder mehreren Acylketten umfasst, wobei mindestens eine Kette 6 bis 12 Kohlenstoffatome umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzungen bereit. Der Fachmann wird erkennen, dass die Mikroblasen-Präparationen unter Verwendung einer Vielzahl verschiedener Verfahren hergestellt werden können. So können Mikroblasen zum Beispiel unter Verwendung der offenbarten Fluorether-Verbindungen in Verbindung mit Pulvern, Protein-Mikrokügelchen, sprühgetrockneten Mikrosphären, Hohlräume enthaltenden Partikeln, Partikeln, Liposomen, gesättigten Zuckerlösungen etc. hergestellt werden. Jedes dieser Strukturmaterialien kann ferner zur Bereitstellung von getrockneten Mikroblasen-Vorstufen verwendet werden, wenn ein Fluorether darin dispergiert ist. Nach Zugabe eines flüssigen Mediums, vorzugsweise Wasser, können Gasemulsionen hergestellt werden.
Die Mikroblasen können durch Sprühtrocknen einer flüssigen Formulierung, welche ein biokompatibles, Membran-bildendes Material enthält, um ein Mikrosphären-Pulver daraus herzustellen, Kombination der Mikrosphären mit den Fluoretherverbindungen mit niedrigem Ostwald-Koeffizienten, wie hierin offenbart, und Mischen einer wässrigen Phase mit dem Pulver hergestellt werden. Das Mikrosphären-Pulver löst sich im Wesentlichen in der wässrigen Phase, wobei Mikroblasen ausgebildet werden. Vorzugsweise sind die Mikroblasen mit einer monomolekularen Schicht eines grenzflächenaktiven Stoffs beschichtet.
Andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann nach Heranziehen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von deren bevorzugten, beispielhaften Ausführungsformen, welche in Verbindung mit den Figuren betrachtet werden, die als erstes kurz beschrieben werden, offensichtlich sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist ein Graph der in vivo-gepulsten Doppler-Signalintensität von zwei erfindungsgemäßen Fluorether-Gasemulsionen gegen Luft in Abhängigkeit von der Zeit.
Die 2a, 2b und 2c sind graphische Darstellungen des Zerfalls der Ultraschallsignale mit der Zeit nach Injektion von Gasemulsions-Kontrastmedien in ein Kaninchen. Jede individuelle graphische Darstellung ist auf solche Weise angeordnet, dass Mikroblasen-Präparationen, welche Fluorether umfassen, mit Mikroblasen-Präparationen aus dem Stand der Technik, welche Fluorkohlenstoff-Analoge umfassen, verglichen werden.
Die 3a, 3b und 3c zeigen jede zwei Ultraschall-Bilder eines Schweineherzens vor der Injektion der Blasenkontrastmedien (3a), eine Minute (3b) und sechs Minuten (3c) nach Injektion. In den Figuren wird das obere Bild (im Gegensatz zu den Kontrollbildern) unter Verwendung einer Mikroblasen-Präparation erzeugt, welche einen Perfluorpolyether, C₅F₁₂O₄, umfasst, während das untere Bild unter Verwendung einer Mikroblasen-Präparation erzeugt wurde, welche Perfluorhexan, C₆F₁₄, umfasst.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
I. Allegemein
Wie hierin verwendet, werden Mikroblasen als Gasblasen in einem wässrigen Medium betrachtet, welche einen Durchmesser von zwischen etwa 0,5 und 300 μm haben, vorzugsweise einen Durchmesser von nicht mehr als etwa 200, 100 oder 50 μm haben. Mikroblasen können an der Gas/Flüssigkeit-Grenzfläche eine Schicht oder Beschichtung haben oder nicht. Falls vorhanden, kann die Beschichtung ein oder mehrere Moleküle dick sein. Zusätzlich können die Mikroblasen von einer bimolekularen Schicht (wie im Fall von unilamellaren Liposomen) umschlossen sein, oder können von einigen Lagen aus Doppelschichten (multilamellare Vesikel) eingeschlossen sein. Die erfindungsgemäßen Mikroblasen können auch aus permanenteren, schalenähnlichen Strukturen wie denaturierten Proteinen umgeben sein.
Wie allgemein beschrieben sind Emulsionen eine Dispersion von zwei oder mehr unvermischbaren Flüssigkeiten, die durch eine Grenzfläche aus einer grenzflächenaktiven Substanz stabilisiert sind. Demgemäß sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die grenzflächenaktive Substanz enthalten, im Wesentlichen Gasemulsionen, wobei die diskontinuierliche Phase der Emulsion eher ein Gas als eine Flüssigkeit ist. Folglich umfasst der Begriff "Gasemulsion", wie er hierin verwendet wird, eine Dispersion einer Vielzahl von Mikroblasen aus Gas in einem wässrigen Medium mit oder ohne Zwischenschicht einer grenzflächenaktiven Substanz. Das bedeutet, die erfindungsgemäßen Gasemulsionen sind einfach Mikroblasen-Präparationen, welche einen Fluorether umfassen.
Zur intravaskulären Verwendung wird die optimale Blasengröße durch zwei miteinander konkurrierende Anliegen bestimmt. Kleinere Blasen sind wirkungsvoll bei der Zirkulation durch kleine Blutgefäße und Kapillaren, jedoch ist die Ultraschall-Echogenizität stark abhängig von der Blasengröße. Geeignete Mikroblasen zur Verstärkung des vaskulären Ultraschallkontrastes besitzen deshalb vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 1–10 μm, wobei 3–5 μm besonders bevorzugt sind.
II. Auswahl von Mikroblasengasen und Gaskombinationen
Die kurze Lebenszeit der meisten Mikroblasen-Präparationen wird zum Teil durch den erhöhten Gasdruck im Innern der Blase verursacht, welcher aus den Oberflächenspannungskräften resultiert, die auf die Blase einwirken. Dieser erhöhte innere Druck steigt an, sobald der Durchmesser der Blase verringert wird. Der erhöhte interne Gasdruck veranlasst das Gas im Innern der Blase sich aufzulösen, was zum Kollabieren der Blase führt, sobald das Gas in Lösung getrieben wird. Die Laplace-Gleichung, ΔP = 2σ/r (wobei ΔP der erhöhte Gasdruck innerhalb der Blase ist, σ die Oberflächenspannung des Blasenfilms und r der Radius der Blase), beschreibt den Druck, welcher durch die umgebende Blasenoberfläche oder den umgebenden Blasenfilm auf eine Gasblase ausgeübt wird. Der Laplace-Druck ist umgekehrt proportional zu dem Blasenradius; somit steigt der Laplace-Druck an, sobald die Blase schrumpft, wobei die Diffusionsrate des Gases aus der Blase und die Schrumpfrate der Blase ansteigen.
Quays Formel für die Lebenszeit der Blasen (Gleichung 1) ignoriert diesen Faktor. Es resultieren unterschiedliche Schlussfolgerungen hinsichtlich des Eignungsgrades des Gases, wenn man die Wirkung des Blasen-Laplace-Drucks in Verbindung mit der Tatsache bedenkt, dass das Blut natürlicherweise bestimmte Gase wie Stickstoff bei nahezu Atmosphärendruck enthält. Insbesondere führt dies zu der Schlussfolgerung, dass ein Gasgemisch aus einem "primären modifizierenden Gas", wie Stickstoff oder Luft oder einem anderen Gas, welches naurlicherweise reichlich im Blut vorkommt, in Verbindung mit einem "Gas-osmotischen Mittel" von niedriger Wasserlöslichkeit und hohem Dampfdruck zu optimaler Blasen-Lebenszeit führt. Einige Ausführungsformen solcher Gasgemische sind in den mitanhängigen U.S. Patent-Anmeldungen mit den Serien-Nrn. 08/099,951; 08/284,083; und 08/395,680, welche hierin durch Bezugnahme enthalten sind, beschrieben.
Der stabilisierende Einfluss der geeigneten Gas-Kombinationen kann durch eine Diskussion bestimmter hypothetischer Blasen in wässriger Lösung leichter verstanden werden. Die diskutierten Blasen können alle als von einer Schicht aus die Oberflächenspannung reduzierenden grenzflächenaktiven Substanzen umgeben betrachtet werden. Die Wirkungen von Gasen oder Gas-Kombinationen mit unterschiedlichen Löslichkeiten, Oberflächenmembran-Schichtpermeabilitäten und externen Konzentrationen werden jedoch berücksichtigt werden.
Die physikalischen Wechselwirkungen des primären modifizierenden Gases, des sekundären osmotischen Mittels und des Mediums können in eine allgemeine Theorie des Blasen-Verhaltens eingebracht werden. In einer Lösung, welche eine relativ hohe Konzentration des primären modifizierenden Gases (im Vergleich zu der Konzentration des Gas-osmotischen Mittels in Lösung) enthält, kann die Lebensdauer der Blasen theoretisch als eine Funktion von bestimmten physikalischen Eigenschaften des sekundären Gasosmotischen Mittels bestimmt werden.
Man betrachte eine Mikroblase mit dem Radius r, welche zwei ideale Gase enthält: Luft (Stickstoff) (n_a Mole) und osmotisches Mittel (n_F Mole). Die Mikroblase befindet sich in einem unbegrenzten Wassermedium, welches kein osmotisches Mittel enthält und welches durch eine unbegrenzte Zufuhr von Luft abgesättigt ist. Luft ist in Wasser sehr viel löslicher und diffundiert schnell aus der Mikroblase. Behandelt man die Mikroblase auf eine Art und Weise in Analogie zu einer semipermeablen Membran, können wir davon ausgehen, dass das chemische Potential von Luft in der Mikroblase das gleiche ist wie das in der Unbegrenztheit, wobei das chemische Potential des Fluorkohlenstoffs in der Mikroblase höher ist als in der Unbegrenztheit. Man nimmt an, dass die mechanische Equilibrierung an den Druck-Gradienten entlang der Grenzfläche schnell erfolgt. Somit ist es die Diffusion des osmotischen Mittels aus der Mikroblase, was die Lebensdauer der Mikroblase bestimmt. Der Druck innerhalb der Mikroblase ist die Summe der Partialdrucke von Luft und Fluorkohlenstoff: pb = pbF + pba
Da Luft in dem Wassermedium sehr löslich ist und schnell in die und aus der Blase diffundiert, ist die Netto-Masse des Luftstroms klein und der Partialdruck der Luft innerhalb der Mikroblase ist ungefähr gleich dem atmosphärischen Luftdruck, welchem das Wassermedium ausgesetzt ist. Das bedeutet, dass der überschüssige Laplace-Druck ausschließlich auf dem osmotischen Mittel beruht:
Darüber hinaus beträgt die durch stationäre Diffusion erzeugte Massen-Flussrate J (mol/s) des osmotischen Mittels von einem sphärischen Partikel in das Medium mit einer Konzentration von 0 in dem Medium:
Hier ist D der Diffusionskoeffizient des osmotisches Mittels in Wasser und c_{F,Grenzfläche} ist die Gleichgewichtskonzentration des Grenzflächen-osmotisches Mittels in Wasser. Wir setzen voraus, dass die Konzentration des Grenzflächen-osmotische Mittels in Wasser mit dem Fluorkohlenstoff in der Mikroblase im Gleichgewicht ist. Da der Dampf ungesättigt ist, ist die Konzentration des Mikroblasen-osmotischen Mittels an der Grenzfläche niedriger als dessen gesättigte Konzentration und steht wie folgt mit den Dampfdruck des internen osmotischen Mittels in Beziehung:
Aus den Gleichungen 4, 5 und 6 folgt dann, dass:
Es ist zu bemerken, dass die Kombination
dimensionslos ist und das Verhältnis des Dampfdrucks des gesättigten osmotischen Mittels zu der entsprechenden Wasserlöslichkeit des osmotischen Mittels im Gleichgewichtszustand beinhaltet. Dieses Verhältnis ist als der Ostwald-Koeffizient bekannt (häufig mit "L" bezeichnet). Das Quadrat des Radius der Mikroblase nimmt mit der Zeit in einer Geschwindigkeit ab, welche proportional zu dem Ostwald-Koeffizienten des Gasosmotischen Mittels ist. Demgemäß stellen Gas-osmotische Mittel mit niedrigen Ostwald-Koeffizienten eine verbesserte Langlebigkeit der Blase bereit. Der Ostwald-Koeffizient des Gas-osmotischen Mittels ist vorzugsweise niedriger als etwa 500 × 10^–6, 100 × 10^–6 oder 50 × 10^–6, am meisten bevorzugt weniger als etwa 40 × 10^–6, 30 × 10^–6, 20 × 10^–6, 10 × 10^–6, 5 × 10^–6 oder 1 × 10^–6.

* T. M. Reed, III, in: Fluorine Chemistry, J. H. Simons, Hrsg., Bd. 5, Academic Press, New York und London, 1964, S. 133; A. A. Woolf, J. Fluorine Chem., 63 (1993) 19; V. V. Berenblit, Yu. P. Dolnakov, V. P. Sass, L. N. Senyushov und S. V. Sokolov, Zh. Org. Khim., 10 (1974) 2031, und experimentelle Messungen
* * Falls in den Bezugnahmen 1 nicht vorhanden, anhand des Modells von D. D. Lawson, J. Moacanin, K. V. Scherer, Jr., T. F. Terranova und J. D. Ingham, J. Fluorine Chem., 12 (1978) 221, berechnet.
*** Die ersten vier Werte sind wie von E. Wilhelm, R. Battino und R. J. Wilcock, Chem. Rev., 77 (1977) 219, berichtet. Die anderen wurden bestimmt wie in: A. S. Kabalnov, K. N. Makarov und E. V. Shcherbakova, J. Fluorine Chem, 50 (1990) 271 beschrieben.

Tabelle 1. Ostwald-Koeffizienten und Dampfdrucke bei 25°C
Tabelle 1 zeigt die Löslichkeiten, Dampfdrucke und Ostwald-Koeffizienten von einigen Verbindungen, einschließlich bestimmter biokompatibler Fluorkohlenstoffe. Tabelle 1 veranschaulicht, dass Perfluorbutan und Perfluorpentan, welche bei Körpertemperatur und Atmosphärendruck Gase sind, und welche von Quay und Schneider als Blasengase genannt wurden, niedrige Ostwald-Koeffizienten haben und deshalb auch als Gas-osmotische Mittel in Verbindung mit einem primären modifizierenden Gas geeignet sind. Die Möglichkeit, Kandidatenverbindungen in Betracht zu ziehen, welche bei Körpertemperatur und Atmosphärendruck Flüssigkeiten sind, ermöglicht jedoch die Auswahl von bestimmten optimalen Verbindungen mit niedrigen Ostwald-Koeffizienten, die zuvor in keiner Art und Weise als für die Mikroblasen-Präparation geeignet betrachtet wurden.
Es sollte daran erinnert werden, dass Gleichung 7 für Blasen gilt, welche Gas-Kombinationen enthalten, wovon eines der Gase in dem Blutstrom bereits anwesend ist, und wobei in dieser Kombination dieses Gas (das "primäre modifizierende Gas") viel schneller durch die Gas/Flüssigkeitsgrenzfläche diffundieren kann als das andere Gas (das "Gasosmotische Mittel"). Nur dann ist der Partialdruck des Gas-osmotischen Mittels in der Blase gleich mit ausschließlich dem Laplace-Druck anstelle des Gesamtdrucks innerhalb der Blase. Da der Laplace-Druck geringer als eine Atmosphäre sein kann (zumindest für einen großen Prozentsatz der Lebensdauer einer Blase), ist es möglich, Gas-osmotische Mittel zu verwenden, welche bei Körpertemperatur und atmosphärischem Druck Flüssigkeiten sind.
Solche Verbindungen würden ohne die zusätzliche Anwesenheit des primären modifizierenden Gases überhaupt keine Blasen ausbilden.
Andererseits muss, obwohl das Gas-osmotische Mittel bei Körpertemperatur eine Flüssigkeit sein kann, dessen gesättigter Dampfdruck groß genug sein, sodass der Laplace-Druck nicht unmittelbar die Kondensation des Gas-osmotischen Mittels in der Blase in eine Flüssigkeit veranlasst. Der gesättigte Dampfdruck des Gas-osmotischen Mittels ist vorzugsweise größer als etwa 100 Torr. Perfluorierte Kohlenwasserstoffe, welche zuvor als Mikroblasen-Füllgase genannt wurden, besitzen im Allgemeinen korrelierende Wasserlöslichkeiten und gesättigte Dampfdrucke. Das heißt, die Auswahl eines Fluorkohlenstoffs mit verminderter Wasserlöslichkeit bedeutete auch die Auswahl eines Fluorkohlenstoffs mit vermindertem gesättigtem Dampfdruck.
In dieser Erfindung offenbaren wir eine zuvor nicht berücksichtigte Klasse von Verbindungen, welche eine verminderte Wasserlöslichkeit ohne einen wesentlich verminderten gesättigten Dampfdruck vereinen, und somit haben diese Verbindungen überraschend niedrige Ostwald-Koeffizienten. Diese Verbindungen sind die fluorierten Mono- und Polyether. Man weiß, dass fluorierte Mono- und Polyether sicher und nicht toxisch sind. Es ist auch auf dem Fachgebiet bekannt (D. D. Lawson et al., J. Fluorine Chem. 12, S. 221(1978)), dass diese Verbindungen einen sehr hohen Dampfdruck und einen niedrigen Siedepunkt bei einer gegebenen Anzahl von Kohlenstoffatomen besitzen. Somit sind der Siedepunkt und der gesättigte Dampfdruck eines fluorierten Polyethers nahezu die Gleichen wie diejenigen seines Fluorkohlenstoff-Analogen mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffatomen.
Die Wasserlöslichkeit und damit der Ostwald-Koeffizient der Fluorether ist jedoch niedriger als die/der der Fluorkohlenstoff-Analogen – der Wert nimmt mit jedem hinzugefügten Sauerstoffatom um einen Faktor von 2 bis 3 ab. Normalerweise würde erwartet werden, dass die Zugabe eines Sauerstoffatoms, welches in der Lage ist, Wasserstoff-Bindungen mit Wasser einzugehen, zu einem Anstieg der Löslichkeit führen würde. Es konnte experimentell gefunden werden, dass besonders langlebige Kontrast-verstärkende Gasemulsionen hergestellt werden können, wenn die Gasblasen Luft oder Stickstoff gemischt mit einem Fluormono- oder Polyether enthalten. Demgemäß zeigte sich, dass Perfluordiglyme, CF₃(OCF₂CF₂)₂OCF₃, Perfluormonoglyme, CF₃OCF₂CF₂CF₃, Perfluordiethylether, C₂F₅OC₂F₅, Perfluorethylmethylether, CF₃OC₂F₅, Perfluordimethylether, CF₃OCF₃ und Perfluorpolyether wie CF₃OCF₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₃OCF₃ und CF₃(OCF₂)₄OCF₃ besonders geeignete Gasosmotische Mittel sind.
Eine große Vielzahl fluorierter Ether hat die vorstehend beschriebenen Eigenschaften, welche diese als Gas-osmotische Mittel für stabilisierende Gasemulsionen besonders geeignet machen. In Abhängigkeit von der Anzahl an Kohlenstoffatomen können die fluorierten Ether bei Körpertemperatur und Atmosphärendruck entweder Gase oder Flüssigkeiten sein. Diejenigen fluorierten Ether, welche bei Körpertemperatur und Atmosphärendruck Gase sind, sind auch als die einzige gasförmige Komponente einer Gasemulsion-Präparation zweckmäßig. Ein primäres modifizierendes Gas ist, obwohl es die Wirksamkeit der Gasemulsionen, welche mit allen Gas-osmotischen Mittel hergestellt wurden, verbessert, nicht erforderlich, falls der verwendete fluorierte Ether bei Körpertemperatur und atmosphärischem Druck ein Gas ist. Darüber hinaus können zweckmäßige fluorierte Etherosmotische Mittel entweder vollständig oder nur teilweise fluoriert sein. Einige der teilweise hydrierten fluorierten Ether, welche erfindungsgemäß als Gas-osmotische Mittel zweckmäßig sind, sind:
CH₃CH₂OCF₂CHF₂, CH₃CH₂OCF₂CF₃, CHF₂CH₂OCF₂CHF₂, CF₃CH₂OCF₂CH₂F, CF₃CH₂OCH₂CF₃, CF₃CH₂OCF₂CHF₂, CHF₂CH₂OCF₂CF₃, CF₃CH₂OCF₂CF₃, CH₃OCH₂CF₂CHF₂, CH₃OCH₂CF₂CF₃, CH₃OCF₂CF₂CHF₂, CH₃OCF₂CHFCF₃, CH₃OCF₂CF₂CF₃, CHF₂OCH₂CF₂CHF₂, CHF₂OCH₂CF₂CF₃, CF₃OCH₂CF₂CHF₂, CF₃OCH₂CF₂CF₃, CH₃OCH(CF₃)₂, CH₃OCF(CF₃)₂, CHF₂OCH(CF₃)₂, CH₃OCH₂CHF₂, CH₃OCF₂CH₂F, CH₂OCH₂CF₃, CH₃OCF₂CHF₂, CHF₂OCH₂CHF₂, CHF₂OCF₂CH₃F, CHF₂OCH₂CF₃, CHF₂OCHFCF₃, CF₃OCH₂CHF₂, CH₃OCF₂CF₃, CF₃OCH₂CF₃, und | CF₃OCHFCF₃.
Sobald ein Gas mit einem geeigneten niedrigen Ostwald-Koeffizienten ausgewählt ist, vorzugsweise ein fluorierter Ether, können auf eine Vielzahl von Arten Mikroblasen hergestellt werden, welche das Gas einschließen, sowohl mit als auch ohne eine Hülle oder eine Grenzflächenschicht einer grenzflächenaktiven Substanz, wie nachfolgend in Einzelheiten beschrieben ist.
III. Mikroblasenbildung und Verkapselung
Verfahren zur Herstellung von Mikroblasen beinhalten die Bildung von teilchenförmigen Mikrosphären durch Ultraschall von Albumin oder anderen Proteinen, wie in den europäischen Patentanmeldungen 0 359 246 und 0 633 030 von Molecular Biosystems Inc. beschrieben; die Verwendung von Tensiden und Viskosität-erhöhenden Mitteln wie in dem U.S. Patent Nr. 4,446,442 beschrieben; Lipid-beschichtete, nicht-liposomale Mikroblasen, wie im U.S. Patent Nr. 4,684,479 beschrieben; Liposomen, welche eingeschlossene Gase enthalten, wie in den U.S. Patenten Nr. 5,088,499 und 5,123,414 beschrieben; die Verwendung von amphipathischen Verbindungen wie im U.S. Patent Nr. 5,445,813 beschrieben; die Verwendung von Lipid-Suspensionen wie in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 96/08234 beschrieben; die Verwendung von laminarisierten grenzflächenaktiven Substanzen, wie in den U.S. Patenten Nr. 5,271,928 und 5,380,519 beschrieben; die Verwendung von Mikropartikeln, wie in den U.S. Patenten Nr. 4,442,843, 5,141,738 und 4,657,756 beschrieben; und die Verwendung von Albumin-Partikel-Mikrokügelchen, wie im U.S. Patent Nr. 4,718,433 beschrieben ist. Die Offenbarung jedes der vorstehenden Patente und Anmeldungen ist hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
Es wird weiter durch den Fachmann erkennbar sein, dass die erfindungsgemäßen Gasemulsionen Präparationen von freien Gas-Mikroblasen beinhalten, welche Fluorether umfassen. Das bedeutet, dass in ausgewählten Ausführungsformen der Gasemulsionen der vorliegenden Erfindung ohne die Verwendung einer grenzflächenaktiven Substanz hergestellt werden können, wie es in den U.S. Patent Nrn. 5,393,524 und 5,049,688 beschrieben ist, welche hierin durch Bezugnahme enthalten sind.
Die Mikroblasen-Präparationen können durch Ultraschall erzeugt werden. Ultraschall kann auf eine Vielzahl von Arten durchgeführt werden. Es kann zum Beispiel eine Ampulle, welche eine Lösung einer grenzflächenaktiven Substanz und Gas im oberen Bereich der Ampulle enthält, durch eine dünne Membran mit Ultraschall behandelt werden. Vorzugsweise ist die Membran weniger als etwa 0,5 oder 0,4 mm dick, und mehr bevorzugt weniger als etwa 0,3 oder sogar 0,2 mm dick, d. h. dünner als die Wellenlänge des Ultraschalls in dem Material, um eine annehmbare Transmission bereitzustellen und die Erwärmung der Membran zu minimieren. Die Membran kann aus Materialien wie Gummi, Teflon, Mylar, Urethan, aluminisiertem Film oder irgendeinem anderen für Ultraschall durchlässigen synthetischen oder natürlichen Polymerfilm oder Film-bildenden Material bestehen. Die Ultraschallbehandlung kann durch Kontaktieren oder sogar Niederdrücken der Membran mit einer Ultraschallsonde oder mit einem fokussierten Ultraschall-"Strahl" durchgeführt werden.
Die Ultraschallsonde kann eine Einweg-Sonde sein. Die Sonde kann entweder gegen die Membran platziert sein oder durch die Membran in die Flüssigkeit eingeführt werden. Wenn dann die Ultraschallbehandlung vollendet ist, kann die Mikroblasenlösung aus der Ampulle entnommen und dem Patienten verabreicht werden.
Die Ultraschallbehandlung kann auch mit einer Spritze mit einer pulsierenden Ultraschall-Ansaugapparatur mit niedriger Leistung auf der Spritze, ähnlich einem Tintenstrahldrucker, durchgeführt werden. Eine Spritze oder eine Ampulle kann auch in ein Ultraschallbad mit niedriger Leistung, welches seine Energie auf einen Punkt innerhalb des Gefäßes fokussiert, gestellt und darin mit Ultraschall behandelt werden.
Die mechanische Bildung von Mikroblasen wird auch offenbart. Blasen können zum Beispiel mit einem mechanischen Ventil mit starken Scherkräften (oder einer doppelten Spritzennadel) und zwei Spritzen, oder einer Ansaugapparatur auf einer Spritze erzeugt werden. Es kann sogar einfaches Schütteln verwendet werden. Die Blasen-Schrumpfverfahren, welche nachfolgend beschrieben sind, sind für mechanisch erzeugte Blasen besonders geeignet, welche niedrigere zugeführte Energie haben als ultraschallbehandelte Blasen. Solche Blasen werden typischerweise einen Durchmesser haben, der viel größer ist als der des letztendlich gewünschten biokompatiblen bildgebenden Mittels, können jedoch auf eine angemessene Größe in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung geschrumpft werden.
Mikroblasen können auch durch die Verwendung einer Emulsion aus flüssigem osmotischem Mittel hergestellt werden, welches bei erhöhtem Druck mit einem modifizierenden Gas übersättigt ist, welches in eine Lösung einer grenzflächenaktiven Substanz eingebracht wurde. Das Herstellungsverfahren funktioniert ähnlich dem Prinzip des Öffnens einer Limonade, bei dem das Gas nach Freisetzung des Drucks, welcher die Blasen ausbildet, schäumt.
Blasen können auch auf ähnliche Art und Weise hergestellt werden wie das Aufschäumen von Rasiercreme, mit Perfluorbutan, Freon oder einem anderen ähnlichen Material, welches überkocht, wenn der Druck freigesetzt wird. Hier ist es jedoch wünschenswert, dass die emulgierte Flüssigkeit bei ausreichend niedriger Temperatur siedet, oder dass sie zahlreiche Blasenerzeugungsstellen enthält, um eine Überhitzung und Übersättigung der wässrigen Phase zu verhindern. Diese Übersättigung würde zur Ausbildung einer kleinen Anzahl großer Blasen für eine begrenzte Anzahl von Blasen-Erzeugungsstellen führen, anstatt zu der gewünschten großen Anzahl kleiner Blasen (eine für jedes Tröpfchen).
Alternativ kann ein lyophilisierte Kuchen aus grenzflächenaktiver Substanz und Füllreagenzien, das mithilfe einer Anordnung hergestellt wurde, die feine Öffnungen oder Hohlräume enthält, in eine Ampulle eingebracht werden, die eine sterile Lösung und einen Luftraum aufweist, der mit einem osmotischen Gasgemisch gefüllt ist. Die Lösung kann schnell eingefroren werden, um eine feine Eiskristallstruktur auszubilden, und bildet deshalb nach Lyophilisation feine Poren aus (Leerräume dort, wo die Eiskristalle entfernt wurden).
Alternativ können alle beliebigen auflösbaren oder löslichen Hohlraum bildenden Strukturen oder Materialien wie pulverisierte und granulierte Zucker verwendet werden. Es ist nicht notwendig, dass solche strukturellen Materialien die Mehrheit der Hohlräume festlegen, bevor ein flüssiges Medium hinzugegeben wird. Obwohl bevorzugt ist, dass die Hohlraumbildenden Strukturen eine grenzflächenaktive Substanz umfassen, ist dies für die Durchführung der vorliegenden Erfindung weiterhin nicht erforderlich. In dieser Ausführungsform, bei welcher das Hohlraum bildende Material nicht aus einer grenzflächenaktiven Substanz besteht bzw. keine grenzflächenaktive Substanz enthält, werden sowohl grenzflächenaktive Substanz als auch Flüssigkeit in das Gefäß mit den Strukturen und dem gewünschten Gas oder den gewünschten Gasen gegeben. Nach Wiederherstellung umschließen diese Hohlräume das osmotische Gas und bilden mit der Auflösung des festen Kuchens oder Pulvers Mikroblasen mit dem Gas oder den Gasen darin.
In noch einem anderen Verfahren können getrocknete Hohlraum-enthaltende Partikel oder andere Strukturen (wie Hohlkugeln oder Bienenwaben), welche sich schnell auflösen oder hydratisieren, vorzugsweise in einer wässrigen Lösung, z. B. Albumin, mikrofeine Zuckerkristalle, Hohlräume-aufweisender sprühgetrockneter Zucker, Salze, Hohlkugeln aus grenzflächenaktiver Substanz, getrocknete poröse Polymerkugeln, getrocknete poröse Hyaluronsäure oder substituierte Hyaluronsäurekugeln, oder sogar kommerziell erhältliche getrocknete Laktose-Mikrosphären, mit einem Gas-osmotischen Mittel stabilisiert werden. Darüber hinaus sind denaturierte Protein-Mikrosphären zwar nicht besonders löslich, sie stehen dennoch in Einklang mit der vorliegenden Erfindung und können als Hohlraumenthaltende Strukturen in Übereinstimmung mit den hierin dargestellten Lehren verwendet werden.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung in einem breiten Aspekt Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzungen bereit, umfassend:
ein Strukturmaterial, welches eine Vielzahl von Hohlräumen festlegt
ein Gas oder Gasgemisch, umfassend einen Fluorether, der in den Hohlräumen dispergiert ist; und
eine grenzflächenaktive Substanz, wobei das Strukturmaterial, das Gas oder Gasgemisch und die grenzflächenaktive Substanz vermischt werden, um nach Zugabe einer wässrigen Flüssigkeit in diesen Behälter Mikroblasen auszubilden.
Der Begriff "strukturelles Material", wie er hierin verwendet wird, soll so verstanden werden, dass jedes beliebige Material damit gemeint ist, welches eine Vielzahl von Hohlräumen festlegt, welche die Bildung von Blasen nach Kombination mit einem flüssigen Medium verstärken. Solche strukturellen Materialien, welche sowohl Hohlraum-enthaltende als auch Hohlraum-bildende Strukturen beinhalten, können in einer wässrigen Umgebung löslich oder unlöslich sein. Beispielhafte strukturelle Materialien, welche mit der vorliegenden Erfindung in Einklang stehen, beinhalten, sind jedoch nicht eingeschränkt auf sprühgetrocknete Pulver, pulverisierte oder granulierte Zucker, Protein-Mikrosphären, einschließlich denaturierter Protein-Mikrosphären, lyophilisierte Kuchen, lyophilisierte Pulver, Salze, Hohlkugeln aus grenzflächenaktiver Substanz, getrocknete poröse Polymerkugeln und getrocknete poröse Hyaluronsäure. In besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst das strukturelle Material eine grenzflächenaktive Substanz.
Vorzugsweise werden Gasemulsionsverbindungen, welche Gase mit niedrigem Ostwald-Koeffizienten umfassen, durch Sprühtrocknen einer wässrigen Dispersion, welche ein hydrophiles Monomer oder Polymer oder eine Kombination davon enthält, hergestellt. Dieses Verfahren wird auch in Einzelheiten in der gleichzeitig anhängigen U.S. Patent-Anmeldung mit der Serien Nr. 08/405,477 beschrieben. In diesem Fall wird eine Blasen bildende Zusammensetzung durch Sprühtrocknen einer wässrigen Dispersion einer hydrophilen Einheit wie Stärke, vorzugsweise ebenfalls eine grenzflächenaktive Substanz umfassend, gebildet, um ein strukturelles Material herzustellen, insbesondere ein Pulver aus trockenen, Hohlraum enthaltenden, nahezu mikrosphärischen porösen Hüllen von ungefähr 1–10 μm im Durchmesser, mit einer Hüllendicke von etwa 0,2 μm. Kommerziell erhältliche Sprühtrockner sind dem Fachmann gut bekannt und geeignete Einstellungen für jede einzelne Dispersion von Stärke zu grenzflächenaktiver Substanz können unter Verwendung von standardisierten empirischen Tests, mit gebührender Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele, leicht bestimmt werden. Nach seiner Bildung wird das gewünschte Gas dazu gebracht, in das strukturelle Material oder die trockenen Mikrosphären einzudringen, indem die Mikrosphären in eine Ampulle eingebracht werden, die Luft evakuiert wird und durch das gewünschte Gas oder Gasgemisch ersetzt wird.
Die hydrophile Einheit in der Lösung, welche sprühgetrocknet werden soll, kann zum Beispiel ein Kohlenhydrat sein, wie Glucose, Lactose oder Stärke. Polymere wie PVA oder PVP sind ebenfalls vorgesehen. Verschiedene Stärken und derivatisierte Stärken wurden als besonders geeignet nachgewiesen. Besonders bevorzugte Stärken zur Verwendung bei der Bildung von Mikroblasen beinhalten diejenigen mit einem Molekulargewicht, welches größer ist als etwa 500.000 Dalton oder einem Dextrose-Äquivalenz-Wert (DE) von weniger als etwa 12. Der DE-Wert ist eine quantitative Messung des Grades an Stärkepolymer-Hydrolyse. Es ist ein Maß für das Reduktionspotential, verglichen mit einem Dextrosestandard von 100. Je höher der DE-Wert, desto höher der Grad an Stärke-Hydrolyse. Solche bevorzugten Stärken beinhalten Pflanzenstärken der Lebensmittelgüteklasse, welche kommerziell in der Lebensmittelindustrie erhältlich sind, einschließlich derjenigen, unter dem Handelsnamen N-LOK und CAPSULE von der National Starch and Chemical Co., (Bridgewater, NJ) verkauft werden; derivatisierte Stärken wie Hydroxyethylstärke (erhältlich unter dem Handelsnamen HETASTARCH und HESPAN von du Pont Pharmaceuticals, M-Hydroxyethylstärke von Ajinimoto, Tokyo, Japan). Aufgrund der besonders vorteilhaften Stabilisationsmerkmale werden jedoch Stärken mit einem Molekulargewicht von 500.000 oder darüber bevorzugt (es ist zu beachten, dass kurzkettige Stärken gut sprühgetrocknet werden können und zur Herstellung von Mikroblasen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können). Das hydrophile Monomer oder Polymer liegt in dieser Ausführungsform der Vorstufenlösung in einem Bereich von etwa 0,1% bis 10% Gew./Vol. in Bezug auf die Lösung vor, wobei es sich zeigte, dass etwa 1% bis 5% Gew./Vol. besonders geeignet waren.
Vorzugsweise beinhaltet die wässrige Dispersion auch wahlweise eine grenzflächenaktive Substanz oder ein Gemisch von grenzflächenaktiver Substanz, welches zu etwa 0,01% bis 20% Gew./Vol. der Lösung bereitgestellt ist. Es sind zahlreiche grenzflächenaktive Substanzen und Gemische aus grenzflächenaktiven Substanzen bekannt und können verwendet werden. Grenzflächenaktive Substanzen können ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Phospholipiden, Phosphocholinen, Lysophospholipiden, nichtionischen grenzflächenaktiven Substanzen, neutralen oder anionischen grenzflächenaktiven Substanzen, fluorierten grenzflächenaktiven Substanzen, welche neutral oder anionisch sein können, und Kombinationen solcher emulgierenden oder Schaum-bildenden Mittel. Andere konkrete Beispiele grenzflächenaktiver Substanzen beinhalten Block-Copolymere von Polyoxypropylen und Polyoxyethylen (ein Beispiel einer solchen Klasse von Verbindungen ist Pluronic, wie z.B. Pluronic F-68); Zuckerester, Fettalkohole, aliphatische Aminoxide, aliphatische Hyaluronsäureester, aliphatische Hyaluronsäureestersalze, Dodecylpoly(ethylenoxy)ethanol, Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol, derivatisierte Stärken, Hydroxyethylstärke-Fettsäureester, Salze von Fettsäuren, kommerzielle Nahrungsmittel-Pflanzenstärken, Dextran-Fettsäureester, Sorbit-Fettsäureester, Gelatine, Serumalbumine und Kombinationen davon. Auch in Betracht gezogen werden Polyoxyethylen-Fettsäureester wie Polyoxyethylen-Stearate, Polyoxyethylen-Fettalkohol-Ether, polyoxyethylierte Sorbit-Fettsäureester, Glycerin-Polyethylenglycol-Oxystearat, Glycerin-Polyethylenglycol-Ricinoleat, ethoxylierte Sojabohnensterole, ethoxylierte Castoröle und die hydrierten Derivate davon. Zusätzlich befinden sich nicht-ionische Alkylglucoside wie Tween^®, Span^®, und Brij^® ebenso innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung. Die Spane beinhalten Sorbitantetraoleat, Sorbitantetrastearat, Sorbitantristearat, Sorbitantripalmitat, Sorbitantrioleat und Sorbitandistearat. Tweene beinhalten Polyoxyethylen-Sorbitantristearat, Polyoxyethylen-Sorbitantripalmitat, Polyoxyethylen-Sorbitantrioleat. Die Brij-Familie ist eine andere zweckmäßige Kategorie von Materialien, welche Polyoxyethylen 10-Stearylether beinhaltet. Anionische grenzflächenaktive Substanzen, insbesondere Fettsäuren (oder ihre Salze), welche 6 bis 24 Kohlenstoffatome besitzen, können ebenfalls verwendet werden. Ein Beispiel für eine geeignete anionische grenzflächenaktive Substanz ist Ölsäure oder ihr Salz, Natriumoleat. Auch geeignet sind kationische grenzflächenaktive Substanzen und ihre Salze wie Dodecyltrimethylammoniumchlorid.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass ein großer Bereich von grenzflächenaktiven Substanzen verwendet werden kann. In der Tat kann nahezu jede beliebige grenzflächenaktive Substanz (einschließlich derjenigen, welche noch entwickelt werden) oder Kombination von grenzflächenaktiven Substanzen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die am besten geeignete grenzflächenaktive Substanz für eine bestimmte Anwendung kann durch empirische Studien bestimmt werden, welche keinen übermäßigen experimentellen Aufwand erfordern. Daraus folgt, dass jemand, der die Technik der vorliegenden Erfindung anwendet, eine grenzflächenaktive Substanz primär basierend auf Eigenschaften wie Biokompatibilität auswählen könnte.
Es zeigte sich, dass es für die Lösung besonders geeignet war, wenn sie ein Gemisch aus grenzflächenaktiven Substanzen enthielt, welche ein hydrophobes Phospolipid als eine erste grenzflächenaktive Substanz beinhaltete und mindestens einen zusätzliche, hydrophilere sekundäre grenzflächenaktiven Substanz. Vorzugsweise besitzt das hydrophobe Phospholipid mindestens eine Acylkette mit insgesamt mindestens etwa 10 Kohlenstoffatomen (z. B. ein Didecanoylphospholipid). In einigen Ausführungsformen besitzt das Phospholipid der ersten grenzflächenaktiven Substanz Acylketten von etwa 10 oder 14 bis etwa 20 oder 24 Kohlenstoffatomen. Es kann zum Beispiel Dipalmitoylphosphatidylcholin verwendet werden (welches 2 Acylketten umfasst, wobei jede 16 Kohlenstoffatome umfasst). Die Acylkette kann hydriert oder fluoriert sein. Andere Phospholipid-Kopfgruppen werden auch in Betracht gezogen. Zum Beispiel die Phosphatidylserine, Phosphatidylglycerine oder Phosphatidylethanolamine besitzen Eigenschaften, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind. Kombinationen solcher Phospholipide können auch die "erste grenzflächenaktive Substanz" umfassen, sowie natürlich vorkommende Phospholipidprodukte wie Ei- oder Soja-Lecithin oder grenzflächenaktive Substanzen der Lunge. Zusätzlich kann die erste Phospholipid-grenzflächenaktive Substanz mit anderen hochgradig wasserunlöslichen grenzflächenaktiven Substanzen wie Saccharosedi-, -tri- und -tetraestern angereichert sein. Cholesterin kann die erste grenzflächenaktive Substanz ebenfalls ergänzen und zeigte sich nützlich für die Erhöhung der Stabilität, wenn es in einem Bereich von etwa 0,01% bis 0,5% Gew./Gew. Cholesterin zu Phospholipid bereitgestellt wird. Vorzugsweise sind die Acylketten des Phospholipids gesättigt, obwohl ungesättigte Acylrette ebenfalls innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung liegen. Die erste grenzflächenaktive Substanz wird vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,005 bis 20% Gew./Vol. der Lösung bereitgestellt, am meisten bevorzugt im Bereich von 0,02% bis 10% Gew./Vol.
Es zeigte sich, dass es vorteilhaft ist, ein Phospholipid-Gemisch, welches ein relativ hydrophobes Phospholipid mit einer langen Acylkette umfasst, in Verbindung mit einem kurzkettigeren Phospholipid, welches hydrophiler ist als das erste Phospholipid, zu verwenden. Als ein konkretes Beispiel kann ein erstes Phospholipid, welches Acylketten mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen besitzt, mit einem zweiten Phospholipid als eine cogrenzflächenaktive Substanz, welche Acylketten mit 8 oder 10 Kohlenstoffatomen hat, bereitgestellt werden.
Es zeigte sich als besonders vorteilhaft, ein Phospholipid, welches Acylketten mit 12 Kohlenstoffatomen umfasst, entweder als erste oder zweite grenzflächenaktive Substanz vorzusehen. Ein Phospholipid mit Acylketten mit 12 Kohlenstoffatomen kann zum Beispiel ersten grenzflächenaktive Substanz umfassen und ein Zuckerester oder eine Pluronic- Verbindung kann die zweite grenzflächenaktive Substanz umfassen. Als eine andere Möglichkeit kann ein Phospholipid mit Acylketten mit 16 Kohlenstoffatomen die erste grenzflächenaktive Substanz umfassen und ein Phospholipid mit Acylketten mit 12 Kohlenstoffatomen kann die zweite grenzflächenaktive Substanz umfassen.
Das letztlich hergestellte sprühgetrocknete Produkt ist ein wirkungsvollerer Blasenhersteller, wenn ein Blähmittel, vorzugsweise ein Fluorkohlenstoff wie Freon 113, in der vorstehend beschriebenen Lösung von Stärke/grenzflächenaktiver Substanz dispergiert ist. Das Blähmittel kann jedes beliebige Material sein, welches sich während des Sprühtrocknungsvefahrens in ein Gas umwandelt. Das Blähmittel wird durch die Lösung der grenzflächenaktiven Substanz dispergiert, indem beispielsweise ein kommerziell erhältlicher Mikroverflüssiger bei einem Druck von etwa 5.000 bis 15.000 psi verwendet wird. Dieses Verfahren erzeugt eine herkömmliche Emulsion, welche submikroskopische Tropfen von mit Wasser nicht mischbarem Freon (oder einem anderen Blähmittel) umfasst, welche mit einer monomolekularen Schicht von grenzflächenaktiver Substanz beschichtet sind. Die Dispersion mit diesem und anderen Verfahren ist allgemein bekannt und den Fachleuten geläufig.
Der Einschluss eines Blähmittels in die Lösung, welche sprühgetrocknet werden soll, führt zu einem größeren Ultraschallsignal pro g sprühgetrocknetem Pulver, indem eine größere Anzahl von Mikrokügelchen mit Hohlräumen erzeugt werden. Das Blähmittel initiiert die Dampfblasenbildung innerhalb der atomisierten Tröpfchen der Lösung, welche in den Sprühtrockner eingegeben wird, sobald sich diese Tröpfchen mit dem heißen Luftstrom innerhalb des Trockners vermischen. Geeignete Blähmittel sind diejenigen, welche die Lösung innerhalb der atomisierten Tröpfchen mit Gas oder Dampf bei der erhöhten Temperatur der zu trocknenden Tröpfchen (etwa 100°C) übersättigen. Geeignete Mittel beinhalten:

1) Gelöste niedrig-siedende (unterhalb von 100°C) Lösungsmittel mit eingeschränkter Mischbarkeit mit wässrigen Lösungen, wie Methylenchlorid, Aceton und Kohlenstoffdisulid, welche verwendet werden, um die Lösung bei Raumtemperatur abzusättigen.
2) Ein Gas, z. B. CO₂ oder N₂, welches verwendet wird, um die Lösung bei Raumtemperatur und erhöhtem Druck (z. B. 3 bar) zu sättigen. Die Tröpfchen werden dann bei einer Atmosphäre und 100°C mit dem Gas übersättigt.
3) Emulsionen von nicht mischbaren Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt (unterhalb von 100°C), wie Freon 113, Perfluorpentan, Perfluorhexan, Perfluorbutan, Pentan, Butan, FC-11, FC-11B1, FC-11B2, FC-12B2, FC-21, FC-21B1, FC-21B2, FC-31B1, FC- 113A, FC-122, FC-123, FC-132, FC-133, FC-141, FC-141B, FC-142, FC-151, FC-152, FC-1112, FC-1121 und FC-1131.

Blähmittel werden zu der Lösung von Stärke/grenzflächenaktiver Substanz in Mengen von etwa 0,5% bis 10% Vol./Vol. der Lösung aus grenzflächenaktiver Substanz gegeben. Es zeigte sich, dass etwa 3% Vol./Vol. Blähmittel ein sprühgetrocknetes Pulver ergab, welches geeignete Mikroblasen bildet. Das Blähmittel wird während des Sprühtrocknungsverfahrens im Wesentlichen verdampft und liegt aus diesem Grund in dem fertigen sprühgetrockneten Pulver nur in Spurenmengen vor.
Andere fakultative Komponenten dieser Lösung sind verschiedene Salze oder andere Mittel innerhalb der wässrigen Phase. Solche Mittel können vorteilhafterweise Modifikatoren der Viskosität, Puffer wie Phosphatpuffer oder andere herkömmliche biokompatible Puffer oder pH-Wert-einstellende Mittel wie Säuren oder Basen, osmotische Mittel (um Isotonizität, Hyperosmolarität oder Hyposmolarität bereitzustellen) beinhalten. Bevorzugte Lösungen haben einen pH-Wert von etwa 7 und sind isotonisch. Diese zusätzlichen Bestandteile umfassen jeder für sich typischerweise weniger als 5% Gew/Vol. der Lösung. Beispiele für geeignete Salze beinhalten Natriumphosphat (sowohl monobasisch als auch dibasisch), Natriumchlorid, Calciumphosphat und andere physiologisch verträgliche Salze.
Nach dem Sprühtrocknen umfassen die verschiedenen einzelnen Bestandteile der Mikrosphären vorzugsweise die nachfolgenden Anteile in Gewichts-% des fertigen sprühgetrockneten Produkts:

Hydrophiles strukturelles Material 1% bis 100%

Grenzflächenaktive Substanz 0% bis 90%

Salze, Puffer, etc. 0% bis 90%
In besonders bevorzugten Ausführungsformen hat die Zusammensetzung die nachfolgenden Anteile in Gewichts-%:

Hydrophiles strukturelles Material 10% bis 60%

Grenzflächenaktive Substanz 0,1% bis 10%

Salze, Puffer, etc. 10% bis 60%
Wie vorstehend erwähnt, wird das gewünschte Gas hergestellt, um die trockenen Mikrosphären zu durchdringen, indem die Mikrosphären in eine Ampulle eingebracht werden, welche in eine Vakuumkammer gestellt wird, um die Luft zu evakuieren. Die Luft wird dann durch das gewünschte Gas oder Gasgemisch ersetzt. Das Gas wird dann in die Hohlräume der Kugeln diffundieren. Durch Druck oder periodisches Durchlaufen eines Vakuums kann die Diffusion gefördert werden. Die Ampulle wird dann durch Zusammenpressen verschlossen und vorzugsweise mit Gammastrahlung oder Hitze sterilisiert.
Vorzugsweise liegen das erste primäre modifizierende Gas (welches Luft oder irgendeines von deren Komponenten-Gasen wie Stickstoff sein kann) bzw. das zweite osmotische Stabilisator-Gas (welches vorzugsweise einen niedrigen Ostwald-Koeffizienten hat) in einem molaren Verhältnis von etwa 1:100, 1:75, 1:50, 1:30, 1:20 oder 1:10 bis etwa 1.000:1, 500:1, 250:1, 100:1, 75:1 oder 50:1 vor. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gas Stickstoff, der bei 20°C mit Perfluordiglyme gesättigt wurde.
Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung bereit

1. eine Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung umfassend ein in einer Vielzahl sprühgetrockneter Mikrosphären dispergiertes osmotisches Fluorethergas-Mittel, wobei die sprühgetrockneten Mikrosphären eine grenzflächenaktive Substanz umfassen.
2. die vorstehende Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung, wobei das Fluorethergas ausgewählt ist aus CH₃CH₂OCF₂CHF₂, CH₃CH₂OCF₂CF₃, CHF₂CH₂OCF₂CHF₂, CF₃CH₂OCF₂CH₂F, CF₃CH₂OCH₂CF₃, CF₃CH₂OCF₂CHF₂, CHF₂CH₂OCF₂CF₃, CF₃CH₂OCF₂CF₃, CH₃OCH₂CF₂CHF₂, CH₃OCH₂CF₂CF₃, CH₃OCF₂CF₂CHF₂, CH₃OCF₂CHFCF₃, CH₃OCF₂CF₂CF₃, CHF₂OCH₂CF₂CHF₂, CHF₂OCH₂CF₂CF₃, CF₃OCH₂CF₂CHF₂, CF₃OCH₂CF₂CF₃, CH₃OCH(CF₃)₂, CH₃OCF(CF₃)₂, CHF₂OCH(CF₃)₂, CH₃OCH₂CHF₂, CH₃OCF₂CH₂F, CH₃OCH₂CF₃, CH₃OCF₂CHF₂, CHF₂OCH₂CHF₂, CHF₂OCF₂CH₂F, CHF₂OCH₂CF₃, CHF₂OCHFCF₃, CF₃OCH₂CHF₂, CH₃OCF₂CF₃, CF₃OCH₂CF₃, CF₃OCHFCF₃, CF₃OCF₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₃OCF₃, CF₃(OCF₂)₄OCF₃ und Gemischen davon.
3. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Zusammensetzung eine Vielzahl von Hohlräumen umfasst.
4. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die grenzflächenaktive Substanz aus Phospholipiden, Fettsäuren und Blockcopolymeren ausgewählt ist.
5. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei das Fluorethergas aus Perfluordiglyme, Perfluormonoglyme, Perfluorethylmethylether, Perfluordiethylether, Perfluordimethylether, Perfluormethylethylether, C₄F₁₀O₃, C₅F₁₂O₄, C₆F₁₄O₅, CF₃(OCF₂CF₂)₂OCF₃, CF₃OCF₂CF₂CF₃, C₂F₅OC₂F₅, CF₃OCF₃, CF₃OCF₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₃OCF₃ und CF₃(OCF₂)₄OCF₃ ausgewählt ist.
6. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Schicht aus grenzflächenaktiver Substanz im Wesentlichen aus einem Phospholipid oder einem Gemisch von Phospholipiden mit mindestens einer Acylkette besteht, welche mindestens 10 Kohlenstoffatome umfasst, und mindestens etwa 5% Gew./Gew. der gesamten grenzflächenaktiven Substanz umfasst, wobei die zweite grenzflächenaktive Substanz wasserlöslicher ist als die erste grenzflächenaktive Substanz.
7. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die erste grenzflächenaktive Substanz ein Phosphatidylcholin mit einer oder mehreren Acylketten umfasst, wobei mindestens eine Kette 12 bis 18 Kohlenstoffatome umfasst, und die zweite grenzflächenaktive Substanz ein Phosphatidylcholin mit einer oder mehreren Acylketten umfasst, wobei mindestens eine Kette 6 bis 12 Kohlenstoffatome umfasst.
8. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei bei Zugabe eines wässrigen Mediums zu der Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung Mikroblasen von Gasemulsionen gebildet werden.
9. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung auch Stickstoffgas enthält.
10. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung weiter ein modifizierendes Gas enthält.
11. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei das modifizierende Gas Stickstoff ist.
12. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Mikroblase weiter ein erstes primäres modifizierendes Gas umfasst, wobei der Anteil des ersten primären modifizierenden Gases zu dem zweiten osmotischen Perfluorethergas-Mittel jeweils in einem Molverhältnis von 1:100, 1:75, 1:50, 1:30, 1:20, 1:10 bis etwa 1000:1, 500:1, 250:1, 100:1, 75:1 oder 50:1 vorliegt.
13. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Hohlraum enthaltende Struktur ein Pulver umfasst.
14. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus den Punkten 1. bis 3., welche weiter ein in der Vielzahl von Hohlräumen dispergiertes modifizierendes Gas umfasst, wobei bei Zugabe eines wässrigen Mediums, in dem die Hohlräume enthaltenden Strukturen im Wesentlichen löslich sind, Mikroblasen gebildet werden, die das osmotische Fluorethergas-Mittel und modifizierendes Gas enthalten.
15. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Mikrosphären ein zusätzliches Kohlenhydrat umfassen.
16. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei das zusätzliche Kohlenhydrat ein Zucker ist.
17. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die grenzflächenaktive Substanz aus nicht-ionischen grenzflächenaktiven Substanzen, neutralen grenzflächenaktiven Substanzen, anionischen grenzflächenaktiven Substanzen, neutralen fluorierten grenzflächenaktiven Substanzen und Kombinationen davon ausgewählt ist.
18. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die sprühgetrockneten Mikrosphären hohl und kugelförmig sind, und
19. die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung aus 1., wobei die Mikrosphären einen Durchmesser zwischen 1 und 15 Mikron aufweisen.

IV. Verpackung und Verwendung
Es versteht sich, dass Kits zur Verwendung bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Mikroblasen-Herstellungen zusammengestellt werden können. Diese Kits können einen Behälter, welcher das Gas oder die Gase, welches) vorstehend beschrieben wurde/wurden, zur Bildung der Mikroblasen einschließt, die Flüssigkeit und die grenzflächenaktive Substanz beinhalten. Der Behälter kann jede der sterilen trockenen Komponenten und das Gas in einer Kammer mit der sterilen wässrigen Flüssigkeit in einer zweiten Kammer des gleichen Behälters enthalten. Alternativ kann die grenzflächenaktive Substanz vor der Zugabe in der Flüssigkeit solubilisiert vorliegen.
Geeignete Zweikammer-Ampullenbehälter sind zum Beispiel unter den Handelsnamen WHEATON RS177FLW oder 5–1702FL von Wheaton Glass Co., (Millville, NJ) erhältlich. Ein anderes Beispiel wird durch das vorgefüllte Spritzensystem B-D HYPAK Flüssig/Trocken 5 + 5 ml Dual Chamber (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ; beschrieben im U.S. Patent 4,613,326) bereitgestellt. Die Vorteile dieses Systems beinhalten:

1. Verbraucherfreundlichkeit bei der Verwendung;
2. das wässrige, unlösliche Gas-osmotische Mittel ist auf der einen Seite durch eine Kammer aus wässriger Lösung verschlossen und auf der anderen Seite verschließt ein extrem kleiner Elastomer-Bereich die Nadel; und
3. zum Zeitpunkt der Herstellung kann eine Filtrationsnadel, wie Monoject #305 (Sherwood Medical, St. Louis, MO), in die Spritze eingepasst werden, um sicherzustellen, dass keine ungelösten Feststoffe injiziert werden.

Die Verwendung der Zweikammern-Spritze für die Herstellung von Mikroblasen ist in Beispiel VIII beschrieben.
Für einen Durchschnittsfachmann versteht sich, dass andere Zweikammer-Wiedereinsetzungssysteme, welche in der Lage sind, das sprühgetrocknete Pulver mit der wässrigen Lösung auf sterile Art und Weise zu kombinieren, ebenfalls innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen. In solchen Systemen ist es besonders vorteilhaft, wenn die wässrige Phase zwischen das wasserunlösliche osmotische Gas und die Umgebung eingelagert werden kann, um die Haltbarkeit des Produkts zu erhöhen. Falls ein Material, welches notwendig ist, um die Mikroblasen zu bilden, nicht bereits in dem Behälter vorliegt, kann dieses mit den anderen Komponenten des Kits verpackt sein, vorzugsweise in einer Form oder einem Behälter, welcher so angepasst ist, dass die einfache Kombination mit den anderen Komponenten des Kits erleichtert ist.
Beispiele für spezielle Anwendungen der Mikroblasen beinhalten die Darstellung der Perfusion des Herzens, des Myokard-Gewebes und die Bestimmung von Perfusionsmerkmalen des Herzens und seiner Gewebe während Stress oder Bewegungstests oder von Perfusionsdefekten oder Veränderungen aufgrund von Myokardinfarkt. Auf die gleiche Weise kann das Myokardgewebe nach oraler oder venöser Verabreichung von Arzneistoffen dargestellt werden, welche dazu bestimmt sind, den Blutfluss in einem Gewebe zu erhöhen. Ebenso können die Visualisierung von Veränderungen im Myokard-Gewebe aufgrund von oder während verschiedener Eingriffe, wie Venenimplantation im Koronargewebe, koronare Gefäßplastik, oder die Verwendung von thrombolytischen Mitteln (TPA oder Streptokinase) ebenfalls verstärkt werden. Da diese Kontrastmittel über eine periphere Vene bequem verabreicht werden können, um die Visualisierung des gesamten Kreislaufsystems zu verbessern, werden sie auch bei der Diagnose allgemeiner vaskulärer Pathologien und für die Möglichkeit, die Lebensfähigkeit von Placenta-Gewebe durch Ultraschall zu überwachen, hilfreich sein.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Oberwellen-Ultraschalldarstellung unter Verwendung der offenbarten Gasemulsionen als Kontrastmittel. Die erfindungsgemäßen Blasen sind besonders zweckmäßig für Oberwellen-Darstellungsverfahren wie diejenigen, welche in der gleichzeitig anhängigen US- Patentanmeldung 08/314,074 beschrieben sind. Durch Optimierung der Fähigkeit der offenbarten Mikroblasen, die Frequenz der Ultraschallstrahlung, welcher sie unterzogen werden (das Wesentliche), zu transformieren, wird die Darstellung verstärkt. Damit offenbart die vorliegende Erfindung die Verwendung von Mikroblasen, welche in der Lage sind, Oberwellen bei medizinisch verwendbaren Ultraschall anregenden Amplituden zu erzeugen.
Es sollte auch hervorgehoben werden, dass die vorliegende Erfindung Anwendungen haben kann, welche über die Ultraschallbildgebung hinausreichen. In der Tat ist die Erfindung ausreichend breit, um die Verwendung von Phospholipid-enthaltenden Gasemulsionen in jedem System, einschließlich nicht-biologischer Anwendungen, zu umfassen.
Es versteht sich weiterhin, dass in die erfindungsgemäßen Mikroblasen-Formulierungen andere Komponenten eingeschlossen sein können. Zum Beispiel osmotische Mittel, Stabilisatoren, Chelatbildner, Puffer, Viskositäts-Modulatoren, Modifikatoren der Löslichkeit in Luft, Salze und Zucker können hinzugefügt werden, um die Mikroblasen-Suspensionen für eine maximale Lebensdauer und Wirksamkeit bei der Kontrastverstärkung zu modifizieren. Solche Betrachtungen wie Sterilität, Isotonizität und Biokompatibilität können die Verwendung solcher herkömmlichen Zusätze für injizierbare Zusammensetzungen bestimmen. Die Verwendung solcher Mittel wird von den Fachleuten verstanden und die spezifischen Mengen, Verhältnisse und Arten von Mitteln können ohne großen experimentellen Aufwand empirisch bestimmt werden.
Jedes der Mikroblasenpräparate kann einem Wirbeltier, wie einem Vogel oder einem Säugetier, als ein Kontrastmittel zur Ultraschallbildgebung von Teilen des Wirbeltiers verabreicht werden. Vorzugsweise ist das Wirbeltier ein Mensch und der Bereich, welcher dargestellt wird, ist das Gefäßsystem des Wirbeltiers. In dieser Ausführungsform wird eine kleine Menge von Mikroblasen (z. B. 0,1 ml/kg [2 mg/kg sprühgetrocknetes Pulver], basierend auf dem Körpergewicht des Wirbeltiers) intravaskulär in das Lebewesen eingebracht. Andere Mengen an Mikroblasen, wie etwa 0,005 ml/kg bis etwa 1,0 ml/kg können ebenfalls verwendet werden. Die Darstellung des Herzens, der Arterien, der Venen und der Organe, welche stark durchblutet sind, wie der Leber und der Nieren, können mit diesem Verfahren durch Ultraschall dargestellt werden.
V. Beispiele
Die vorstehende Beschreibung wird mit Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele vollständiger verständlich sein. Solche Beispiele sind jedoch exemplarisch für bevorzugte Verfahren zur Durchführung der vorliegenden Erfindung und schränken den Schutzumfang der Erfindung oder die dazu anhängigen Ansprüche nicht ein.
Beispiel I
Herstellung von Mikroblasen durch Ultraschall
Mikroblasen mit einer gewogenen Durchschnittsgröße von 5 Mikron wurden durch Ultraschallbehandlung einer isotonischen wässrigen Phase, welche 2% Pluronic F-68 und 1% Saccharosestearat als grenzflächenaktive Substanz, Luft als ein Modifikator-Gas und Perfluorhexan als das Gas-osmotische Mittel enthielt, hergestellt.
Bei diesem Experiment wurden 1,3 ml einer sterilen Wasserlösung, welche 0,9% NaCl, 2% Pluronic F-68 und 1% Saccharosestearat enthielt, in ein 2,0 ml-Fläschchen gegeben. Das Fläschchen hatte einen ausgesparten Kopfbereich von 0,7 ml, welcher zu Anfang Luft enthielt. Es wurde Luft, welche mit Perfluorhexandampf (220 Torr Perfluorhexan mit 540 Torr Luft) gesättigt war, bei 25°C verwendet, um den Kopfbereich des Fläschchens auszuspülen. Das Fläschchen wurde mit einem dünnen 0,22 mm Polytetrafluorethylen (PTFE)-Septum verschlossen. Das Fläschchen wurde horizontal gedreht und eine 1/8'' (3 mm) Ultraschallsonde, welche an ein 50 Watt-Modell VC50-Ultraschallgerät angebracht ist, erhältlich von Sonics & Materials, wurde behutsam gegen das Septum gedrückt. In dieser Position trennt das Septum die Sonde von der Lösung. Dann wurde der Sonde Energie zugeführt und die Lösung wurde 15 Sekunden lang mit Ultraschall behandelt, wobei sich eine weiße Lösung fein geteilter Mikroblasen bildete, welche eine gewogene Durchschnittsgröße von 5 Mikron hatten, was mit einem Horiba LA-700 Laserlichtstreuungs-Partikelanalysegerät gemessen wurde.
Beispiel II
Sprühtrocknung von Phospholipid-enthaltender Lösung
Ein Liter der nachfolgenden Lösung wurde in Injektionswasser hergestellt: 2,0% Gew./Vol. Maltrin M-100 Maltodextrin (Grain Processing Corp. Muscatine, IA), 0,95% Gew./Vol. Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO), 1,0% Superonic F-68 (Serva, Heidelberg, Deutschland), 1,0% Gew./Vol. Ryoto Saccharosestearat S-1670 (Mitsubishi- Kasei Food Corp., Tokyo, Japan) und 0,5% Lipoid E-100-3 hydriertes Phospholipid (Ludwigshafen, Deutschland).
Diese Lösung wurde dann in einem Niro Atomizer Portable Spray Dryer, welcher mit einem Zwei-Flüssigkeiten-Zerstäuber ausgestattet ist (Niro Atomizer, Kopenhagen, Dänemark), unter Verwendung der nachfolgenden Einstellungen sprühgetrocknet:
Das getrocknete, hohle kugelförmige Produkt hatte einen Durchmesser zwischen etwa 1 μm und etwa 15 μm und wurde in dem Zyklonabscheider gesammelt, was für diesen Trockner Standard ist. Aliquote von Pulver (250 mg) wurden in 10 ml Röhrchen eingewogen, evakuiert und bei 13°C mit Perfluorhexan-gesättigtem Stickstoff beblasen und verschlossen. Der Stickstoff wurde mit Perfluorhexan gesättigt, indem er durch drei Perfluorhexan gefüllte Gas-Waschflaschen geschickt wurde, welche in ein 13°C Wasserbad eingetaucht waren.
Nach Rekonstitution mit 5 ml Injektionswasser, wurden mit Hilfe der Lichtmikroskopie zahlreiche Blasen beobachtet, deren Größe in einem Bereich von 1–20 Mikron lag. Die Tatsache, dass für eine akzeptable Zeit zahlreiche Blasen mit einer Größe von etwa 1 Mikron beobachtet werden konnten, zeigt die erhöhte Stabilität, welche durch Einschluss eines Phospholipids, als ein zusätzlicher nicht-Newton'scher viskoelastischer grenzflächenaktiver Stoff, in die Formel gewonnen wurde.
Beispiel III
Perfluordiglym-Gasemulsion mit Saccharoseester/Poloxamer-grenzflächenaktiver Substanz
Ein Liter von jeder der nachfolgenden beiden Lösungen wurde mit den folgenden Bestandteilen zur Injektion hergestellt:
Lösung 1:

3,9% Gew./Vol. m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
3,25% Gew./Vol. Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
2,83% Gew./Vol. Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
0,42% Gew./Vol. Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)

Lösung 2:

2,11% Gew./Vol. Poloxamer 188 (BASF, Parsipany, NJ)
0,32% Gew./Vol. Ryoto Saccharosestearat S-1670 (Mitsubishi-Kasei Food Corp., Tokyo, Japan)
0,16% Gew./Vol. Ryoto Saccharosestearat S-570 (Mitsubishi-Kasei Food Corp., Tokyo, Japan)

Lösung 2 wurde in einen Mixer mit hohen Scherkräften gegeben und in einem Eisbad gekühlt. Eine grobkörnige Suspension von 30 ml 1,1,2-Trichlortrifluorethan (Freon 113; EM Science, Gibbstown, NJ) wurde in dem einen Liter von Lösung 2 hergestellt. Diese Suspension wurde unter Verwendung eines Mikroverflüssigers (Microfluidics Corporation, Newton, MA; Modell M-110F) bei 10.000 psi und 5°C in 5 Durchläufen emulgiert. Die resultierende Emulsion wurde zu Lösung 1 gegeben. Dieses Gemisch wurde dann in einem Niro Atomizer Portable Spray Dryer, welcher mit einem Zwei-Flüssigkeiten-Zerstäuber (Niro Atomizer, Kopenhagen, Dänemark) ausgestattet ist, unter Verwendung der nachfolgenden Einstellungen sprühgetrocknet:
Das getrocknete, hohle kugelförmige Produkt hatte einen Durchmesser zwischen etwa 1 μm und etwa 15 μm und wurde in dem Zyklonabscheider gesammelt, was für diesen Trockner Standard ist. Aliquote von Pulver (200 mg) wurden in 10 ml Röhrchen eingewogen, mit Perfluordiglyme-gesättigtem Stickstoff bei 20°C beblasen und verschlossen. Der Stickstoff wurde mit Perfluordiglyme gesättigt, indem er durch 3 Perfluordiglyme-gefüllte Gas-Waschflaschen geschickt wurde, welche in ein 20°C Wasserbad eingetaucht waren. Die Menge an Perfluordiglyme-Dampf pro Röhrchen betrug 12–14 mg.
Die Röhrchen wurden mit 5 ml Injektionswasser rekonstituiert, nachdem eine Nadel der Stärke 18 als eine Öffnung eingeführt worden war, um Druck abzulassen, während das Wasser injiziert wurde, wobei ungefähr 6 × 10⁸ Blasen pro ml gebildet wurden, welche in vitro für einige Tage stabil waren.
Ein ml der resultierenden Mikroblasensuspension wurde intravenös in ein ungefähr 3 kg schweres Kaninchen injiziert, welches so präpariert war, dass das Doppler-Ultraschallsignal seiner Carotis-Arterie dargestellt werden konnte. Eine 10 MHz- Durchflussmanschette (Triton Technology Inc., San Diego, CA; Modell ES-10-20), welche mit einem System 6-Doppler-Durchflussmodul (Triton Technology Inc.) verbunden war, speiste das RF-Dopplersignal in ein LeCroy 9410 Oszilloskop (LeCroy, Chestnut Ridge, NY) ein. Der quadratische Mittelwert (RMS) der Spannung des Signals, welches von dem Oszilloskop berechnet wurde, wurde an einen Computer übertragen und die resultierende Kurve so angepasst, dass man die Spitze der echogenen Signalintensität und die Halbwertzeit der Mikroblasen im Blut erhielt. Signale vor Kontrast waren niedriger als 0,1 Volt RMS.
60 Sekunden nach der Injektion betrug die Signalintensität 1,1 V RMS mit einer Verzögerungskonstante von etwa 0,00859 s^–1.
Beispiel IV
Perfluordiglyme-Gasemulsion mit Phospholipid/Poloxamer als grenzflächenaktivem Stoff
Ein Liter von jeder der nachfolgenden beiden Lösungen wurde mit den nachfolgenden Bestandteilen für die Injektion hergestellt:
Lösung 1:

36 g m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
30 g Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
26 g Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
3,9 g Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)

Lösung 2:

4,5 g Poloxamer 188 (BASF, Parsipany, NJ)
4,5 g Dipalmitoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL)

Lösung 2 wurde in einen Mixer mit hohen Scherkräften gegeben und in einem Eisbad gekühlt. Eine grobkörnige Suspension von 30 ml 1,1,2-Trichlortrifluorethan (Freon 113; EM Science, Gibbstown, NJ) wurde in dem einen Liter von Lösung 2 hergestellt. Diese Suspension wurde unter Verwendung eines Mikroverflüssigers (Microfluidics Corporation, Newton, MA; Modell M-110F) bei 10.000 psi und 5°C in fünf Durchläufen emulgiert. Die resultierende Emulsion wurde zu Lösung 1 gegeben. Dieses Gemisch wurde dann in einem Niro Atomizer Portable Spray Dryer, welcher mit einem Zwei-Flüssigkeiten-Zerstäuber (Niro Atomizer, Kopenhagen, Dänemark) ausgestattet war, sprühgetrocknet, wobei die nachfolgenden Einstellungen verwendet wurden.
Das getrocknete, hohle kugelförmige Produkt hatte einen Durchmesser zwischen etwa 1 μm und etwa 15 μm und wurde in dem Zyklonabscheider gesammelt, was für diesen Trockner Standard ist. Aliquote von Pulver (200 mg) wurden in 10 ml Röhrchen eingewogen, bei 20°C mit Perfluordiglyme-gesättigtem Stickstoff beblasen und verschlossen. Der Stickstoff wurde mit Perfluordiglyme gesättigt, indem er durch drei Perfluordiglyme-gefüllte Gas-Waschflaschen geschickt wurde, welche in ein 20°C Wasserbad eingetaucht waren. Die Menge an Perfluordiglyme-Dampf pro Röhrchen betrug 12–14 mg.
Die Röhrchen wurden mit 5 ml Injektionswasser rekonstituiert, nachdem eine Nadel der Stärke 18 als eine Öffnung eingeführt worden war, um Druck abzulassen, während das Wasser injiziert wurde, wobei ungefähr 3 × 10⁸ Blasen pro ml gebildet wurden, welche für einige Tage in vitro stabil waren.
Ein ml der resultierenden Mikroblasen-Suspension wurde intravenös in ein ungefähr 3 kg schweres Kaninchen injiziert, welches derart präpariert war, dass man das Doppler-Ultraschallsignal seiner Carotis-Arterie darstellen konnte. Eine 10 MHz-Durchflussmanschette (Triton Technology Inc., San Diego, CA; Modell ES-10-20), welche mit einem System 6-Doppler-Durchflussmodul (Triton Technology Inc.) verbunden war, speiste das RF-Dopplersignal in ein LeCroy 9410 Oszilloskop (LeCroy, Chestnut Ridge, NY) ein. Der quadratische Mittelwert (RMS) der Spannung des Signals, welches von dem Oszilloskop berechnet wurde, wurde an einen Computer übertragen und die resultierende Kurve so angepasst, dass man die Spitze der echogenen Signalintensität und die Halbwertzeit der Mikroblasen im Blut erhielt. Signale vor Kontrast waren niedriger als 0,1 Volt RMS.
60 Sekunden nach der Injektion betrug die Signalintensität 0,4 V RMS mit einer Verzögerungskonstante von etwa 0,01835 s^–1.
Beispiel V
Perfluordiglyme-Gasemulsion mit einem Phospholipid-Gemisch als grenzflächenaktivem Stoff
Ein Liter von jeder der nachfolgenden beiden Lösungen wurde mit den folgenden Bestandteilen zur Injektion hergestellt:
Lösung 1:

Lösung 2:

4,8 g Dipalmitoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL)
3,4 g Dioctanoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL)

Lösung 2 wurde in einen Mixer mit hohen Scherkräften gegeben und in einem Eisbad gekühlt. Eine grobkörnige Suspension von 30 ml 1,1,2-Trichlortrifluorethan (Freon 113; EM Science, Gibbstown, NJ) wurde in dem einen Liter von Lösung 2 hergestellt. Diese Suspension wurde unter Verwendung eines Mikroverflüssigers (Microfluidics Corporation, Newton, MA; Modell M-110F) bei 10.000 psi und 5°C in fünf Durchläufen emulgiert. Die resultierende Emulsion wurde zu Lösung 1 gegeben. Dieses Gemisch wurde dann in einem Niro Atomizer Portable Spray Dryer, welcher mit einem Zwei-Flüssigkeiten-Zerstäuber (Niro Atomizer, Kopenhagen, Dänemark) ausgestattet war, sprühgetrocknet, wobei die nachfolgenden Einstellungen verwendet wurden.
Das getrocknete, hohle kugelförmige Produkt hatte einen Durchmesser zwischen etwa 1 μm und etwa 15 μm und wurde in dem Zyklonabscheider gesammelt, was für diesen Trockner Standard ist. Aliquote von Pulver (200 mg) wurden in 10 ml Röhrchen eingewogen, bei 13°C mit Perfluordiglyme-gesättigtem Stickstoff beblasen und verschlossen. Der Stickstoff wurde mit Perfluordiglyme gesättigt, indem er durch drei Perfluordiglyme-gefüllte Gas-Waschflaschen geschickt wurde, welche in ein 13°C Wasserbad eingetaucht waren. Die Menge an Perfluordiglyme-Dampf pro Röhrchen betrug 12–14 mg.
Die Röhrchen wurden mit 5 ml Injektionswasser rekonstituiert, nachdem eine Nadel der Stärke 18 als eine Öffnung eingeführt worden war, um Druck abzulassen, während das Wasser injiziert wurde, wobei ungefähr 2 × 10⁸ Blasen pro ml gebildet wurden, welche für einige Tage in vitro stabil waren.
Ein ml der resultierenden Mikroblasen-Suspension wurde intravenös in ein ungefähr 3 kg schweres Kaninchen injiziert, welches derart präpariert war, dass man das Doppler-Ultraschallsignal seiner Carotis-Arterie darstellen konnte. Eine 10 MHz-Durchflussmanschette (Triton Technology Inc., San Diego, CA; Modell ES-10-20), welche mit einem System 6-Doppler-Durchflussmodul (Triton Technology Inc.) verbunden war, speiste das RF-Dopplersignal in ein LeCroy 9410 Oszilloskop (LeCroy, Chestnut Ridge, NY) ein. Der quadratische Mittelwert (RMS) der Spannung des Signals, welches von dem Oszilloskop berechnet wurde, wurde an einen Computer übertragen und die resultierende Kurve so angepasst, dass man die Spitze der echogenen Signalintensität und die Halbwertzeit der Mikroblasen im Blut erhielt. Signale vor Kontrast waren niedriger als 0,1 Volt RMS.
60 Sekunden nach der Injektion betrug die Signalintensität 0,2 V RMS mit einer Verzögerungskonstante von etwa 0,00387 s^–1.
Beispiel VI
Biokompabilität von Gas-Emulsionen, welche aus gemischten langkettigen/kurzkettigen Phospholipiden hergestellt wurden
Ein Liter der nachfolgenden Emulsion wurde für das Sprühtrocknen, wie in Beispiel II beschrieben, hergestellt:

3,6% Gew./Vol. m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
3,0% Gew./Vol. Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
2,6% Gew./Vol. Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
0,39% Gew./Vol. Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
0,22% Gew./Vol. Dipalmitoylphosphatidylcholin (Syngena Ltd., Cambridge, MA)
0,31% Gew./Vol. Dioctanoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids Inc., Alabaster, AL)
3,0% Vol./Vol. 1,1,2-Trichlortrifluorethan (Freon 113; EM Science, Gibbstown, NJ)

Bei diesen Verhältnissen von Dipalmitoylphosphatidylcholin zu Dioctanoylphosphatidylcholin bilden die grenzflächenaktive Substanz ausschließlich gemischte Micellen. Nach Rekonstitution mit 5 ml Wasser wurden ungefähr 51 Millionen Gas-Emulsionstropfen pro ml beobachtet, deren Größe im Bereich von 1–20 Mykron lag. Die Zerfallskonstante erster Ordnung des echogenen Signals der Gas-Emulsion in Kaninchen bei einer Dosis von 5 mg/kg wurde mit 0,0029 s^–1 bestimmt. Dies entspricht einer intravaskulären Halbwertzeit von vier Minuten.
Unter Verwendung eines in vitro-C3a-diagnostischen Kits, welcher von Quidel Corp. (San Diego, CA) erhalten wurde, wurde die Gasemulsion auf Komplement-Aktivierung getestet. Es wurden keine Unterschiede zwischen der Gasemulsion und der Negativkontrolle (Kochsalzlösung) beobachtet, was darauf hinweist, dass die Gasemulsion das Komplement nicht aktiviert. Es ist wohlbekannt, dass nackte Mikroblasen das Komplement aktivieren.

Getestete Probe [C3a](ng/ml)

Zymosan (Positivkontrolle) 43403

Kochsalzlösung (Negativkontrolle) 604

Gas-Emulsion 412
Die Gasemulsion wurde auch auf Veränderungen der Hämodynamik in anästhesierten Hunden bei einer Dosis von 20 mg/kg getestet. Es wurden keine Veränderungen im durchschnittlichen arteriellen Druck oder pulmonären arteriellen Druck beobachtet. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass bei der 10-100-fachen klinisch relevanten Dosis mit der Gasemulsion keine hämodynamischen Wirkungen beobachtet werden.
Somit sind in der gleichen Gasemulsion-Formulierung ausgezeichnete Wirkung und Biokompatibilität bereitgestellt.
Beispiel VII
Mikroblasenbildung unter Verwendung eines Zwei-Kammer-Fläschchens
800 mg sprühgetrocknetes Pulver wurde in die untere Kammer eines 20 ml-Wheaton RS-177FLW-Zwei-Kammer-Fläschchens eingewogen. Das Fläschchen wurde bei 13°C mit Perfluorhexan-gesättigtem Stickstoff gespült, bevor der Zwischenkammer-Verschluss eingesetzt wurde. Die obere Kammer wurde mit 10 ml sterilem Injektionswasser gefüllt. Der obere Kammer-Stöpsel wurde derart eingesetzt, dass alle Luftblasen in der oberen Kammer eliminiert wurden. Nachdem der obere Stöpsel eingedrückt worden war, wurde der Zwischenkammer-Verschluss in die untere Kammer gedrückt, so dass das Wasser in die untere Kammer einfließen konnte und das Pulver rekonstituiert wurde. Wie anhand von Lichtmikroskpie dargestellt wurde, bildeten sich zahlreiche stabile Mikroblasen. Dieses Verfahren zeigt den Nutzen dieser Form der Verpackung und die Beseitigung der Notwendigkeit, eine Öffnung bereitzustellen, um den aufgebauten Druck zu beseitigen, sobald die wässrige Phase zu dem Pulver zugegeben wird.
Beispiel VIII
Mikroblasenbildung unter Verwendung einer Zwei-Kammern-Spritze
100 mg sprühgetrocknetes Pulver wurden in eine 5 ml + 5 ml HYPAK Flüssig/Trocken-Zwei-Kammern-Spritze (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ) eingewogen und in die Pulverkammer (Nadelende) geschüttelt. Der Zwischenkammer-Verschluss wurde dann unmittelbar oberhalb des Umgehungskanals positioniert. Dann wurde eine 5 μm Filterenthaltende Nadel an der Spritze befestigt. Die Pulver-enthaltende Kammer wurde dann mit dem Gas-osmotischen Mittel gefüllt, indem der Aufbau in eine Vakuumkammer platziert wurde, wobei die Kammer evakuiert und mit dem Gas-osmotischen Mittel, Perfluorhexangesättigtem Stickstoff, bei 13°C wieder gefüllt wurde. Die Filter-Nadel erlaubt die Evakuierung und Wiederbefüllung der Atmosphäre in der Pulver-enthaltenden Kammer. Dann wurde eine Nadel-Verschlusskappe auf die Nadel platziert. Die Flüssigkeits-Kammer wurde dann mit 4 ml Injektionswasser gefüllt und der Kolben wurde unter Verwendung einer vorübergehenden Öffnung (ein Draht, welcher zwischen die Trommel der Glasspritze und den Kolben eingebracht wurde, um alle Luftblasen zu beseitigen) eingesetzt.
Für die Rekonstitution wurde der Nadel-Verschlusskopf entfernt, um den Druck zu beseitigen, der sich in der Pulverkammer aufgebaut hat. Dann wurde der Kolben herabgedrückt, wobei der Zwischenkammer-Verschluss an die Umgehungsposition gedrückt wurde, was es dem Wasser erlaubte, um den Zwischenkammer-Verschluss herum in die Pulver-enthaltende Kammer einzufließen. Die Kolbenbewegung wurde gestoppt, sobald das gesamte Wasser in die Pulverkammer gelangt war. Die Spritze wurde geschüttelt, um das Pulver aufzulösen. Überschüssiges Gas und jede große Blase wurden entfernt, indem die Spritze mit dem Nadelende nach oben gehalten wurde und der Kolben weiter herabgedrückt wurde. Die Lösung, welche zahlreiche stabilisierte Mikroblasen enthielt (beobachtet durch Lichtmikroskopie) wurde dann aus der Spritze herausgedrückt, indem der Kolben bis zu dessen Begrenzung herabgedrückt wurde.
Beispiel IX
In vivo-Wirksamkeit von Fluorether enthaltenden Gasemulsionen gegenüber Luft und Fluoralkan enthaltenden Gasemulsionen
Ein Liter der Dispersion A wurde hergestellt und sprühgetrocknet, wie in Beispiel III beschrieben, und ein Liter der Dispersionen B und C wurde hergestellt und sprühgetrocknet, wie in Beispiel V beschrieben.
A. Saccharose-Ester-Mikroblasen-Formulierung ("AF0145" in der Tabelle)

36 g m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
30 g Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
26 g Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
3,9 g Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
4,5 g Saccharoseester 11025003 (Alliance Pharmaceutical Corp., San Diego, CA)
19,5 g Poloxamer 188 (BASF, Parsipany, NJ)
30 ml 1,2,2-Trichlortrifluorethan (Freon 113; EM Science, Gibbstown, NJ)
Wasser: zur Injektion: 490 ml

B. Phospholipidgemisch-Mikroblasen-Formulierung ("24b" in der Tabelle)

36 g m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
30 g Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
26 g Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
3,9 g Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
4,5 g Dimyristoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, Alabama)
4,5 g Dioctanoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, Alabama)
5,8% Vol./Vol. Perfluorhexan (3M)
Wasser: zur Injektion: 490 ml

C. Phospholipidgemisch-Mikroblasen-Formulierung ("24f" in der Tabelle)

36 g m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
30 g Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
26 g Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
3,9 g Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
3,4 g Dimyristoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, Alabama)
4,8 g Dioctanoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, Alabama)
5,8% Vol./Vol. Perfluorhexan (3M)
Wasser: zur Injektion: 490 ml

100 mg-Proben des sprühgetrockneten Pulvers wurden in 10 ml-Fläschchen gegeben und durch wiederholte Evakuierungs-Begasungs-Zyklen mit Hilfe einer Spritzennadel, welche mit einem 3 Wege-Hahn ausgestattet war, mit Perfluorether-Luft-Mischung begast. Als Füllgase wurden Perfluordimethylether (85%, Exfluor Research, Texas, Austin), Perfluor(methylethylether)(80%, Exfluor Research, Texas, Austin), Perfluor(diethylether) (90%, Strem Chemicals, Newburyport, MA), n-Perfluorpropan und n-Perfluorbutan (97%, PCR Incorporated) verwendet. Die Menge an Perfluorether- und Fluorkohlenstoff-Dämpfen pro Fläschchen ist in der Tabelle gezeigt. Nach Rekonstitution mit 5 ml Wasser wurden die Blasen gebildet, welche in vitro für einige Tage stabil waren. Ihre echogenen Eigenschaften in vivo wurden unter Verwendung eines gepulsten Dopplersignal-Verstärker-Kaninchen-Modells, wie in Beispiel III beschrieben, bewertet. Die Eigenschaften der Blasendispersionen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst.
Alle Perfluorether-Proben ergaben bis zu 300 s nach Injektion in den Blutkreislauf ein signifikantes Ultraschallsignal. Die gleichen Präparate, gefüllt mit Luft, zeigten überhaupt keine Echogenizität 5 s nach Injektion. Darüber hinaus hatten Perfluorether-gefüllte Proben eine um 20–30% bessere Wirkung als ihre Fluorkohlenstoff-Analoge mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen, sogar wenn sie in geringeren Mengen eingesetzt wurden. Die Figur veranschaulicht das gepulste Doppler-Signal in Volt als eine Funktion der Zeit für die Experimente 1 und 2, welche in der vorstehenden Tabelle gezeigt sind.
Beispiel X
In vivo-Echogenizität von Herz und Leber nach Verabreichung von Fluorether-Gasemulsion gegenüber Fluoralkan-enthaltender Gasemulsion
Die Proben 2 und 3, welche in der Tabelle von Beispiel IX gezeigt sind, wurden in eine Ohrvene eines Kaninchen injiziert, woraufhin das Ultraschall-streuende Signal mit einem ACUSON 128XP-Instrument mit einem 7 MHz-Umwandler gemessen wurde. Unmittelbar nach der Injektion führten beide Zusammensetzungen zu einer wesentlichen Hervorhebung der Blutgefäße und des Herzens. Dieser Kontrast verschwand stufenweise (in einer Zeitskala von einigen Minuten) und wurde durch die Hervorhebung der Leber ersetzt, was mit Perfluorbutan (Probe 3) etwa 10 Minuten und mit Perfluor(methylethylether) (Probe 2) etwa 15 Minuten andauerte.
Die vorliegende Erfindung stellt eine stabile Gas-Dispersion oder -Emulsion bereit, welche zur Verwendung als Ultraschall- und Magnetresonanz-Bildgebungs(MRI; magnetic resonance imaging)-Kontrastverstärkungsmittel geeignet ist, wobei die Blasen in vivo eine verlängerte Lebensdauer haben. Typische Ultraschall-Kontrast-verstärkende Mittel zeigen ein Kontrast-verstärkendes Potential nur für etwa einen Durchlauf durch das arterielle System oder für einige Sekunden bis etwa eine Minute. Demgemäß werden solche Mittel im Allgemeinen nicht zirkuliert, wenn sie in einem Patienten nach intravenöser Injektion die Aorta passiert haben. Im Vergleich zeigen stabile Kontrastmittel, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, eine Kontrastverstärkungsdauer, die ausreichend ist für mehrfache Durchläufe durch das gesamte Kreislaufsystem eines Patienten nach intravenöser Injektion. In vivo-Lebenszeiten der Blasen von einigen Minuten sind leicht darstellbar. Eine solche Verlängerung des Kontrast-verstärkenden Potentials während Ultraschallbehandlung ist von großem Vorteil. Zusätzlich stellen die erfindungsgemäßen Kontrast-verstärkenden Mittel eine verbesserte Bildgebung (Darstellung) bereit. Es werden zum Beispiel klare, anschauliche und deutliche Bilder des Blutstroms durch das Herz, die Leber und die Nieren erhalten. Somit können kleine, nicht toxische Dosen der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in eine periphere Vene verabreicht und verwendet werden, um Bilder des gesamten Körpers zu verstärken.
Beispiel XI
In vivo-Wirksamkeit von Perfluorether-enthaltenden Gasemulsionen gegenüber Perfluoralkan-enthaltenden Gasemulsionen: Kaninchen-Modell
Ein Liter der Dispersion D wurde hergestellt und sprühgetrocknet, wie in Beispiel V beschrieben:
Zusammensetzung der Dispersion D:

43,2 g m-HES-Hydroxyethylstärke (Ajinimoto, Tokyo, Japan)
31,32 g Natriumphosphat, dibasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
4,68 g Natriumphosphat, monobasisch (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
1,2 g Poloxamer 188 (BASF, Parsipany, NJ)
6 g Dimyristoylphosphatidylcholin (Avanti Polar Lipids, Alabaster, Alabama)
61,2 g Perfluorhexan (3M)
44,4 g Natriumchlorid (Mallinckrodt, St. Louis, MO)
Wasser: zur Injektion: 945 g

200 mg-Proben des sprühgetrockneten Pulvers wurden in 20 ml-Fläschchen gegeben und mit einem osmotischen Mittel-Stickstoff-Gemisch begast, welches vorher in einem 1l-Luft-Beutel hergestellt worden war. Die Fläschchen mit Pulver wurden wiederholt evakuiert und mit dem Gemisch eines osmotischen Mittels und Stickstoff unter dem Gesamtdruck von 1 atm gefüllt; der Partialdruck des osmotischen Mittels belief sich auf 0,13 ± 0,03 atm. Die untersuchten osmotischen Mittel sind in Tabelle III nachfolgend aufgelistet. Tabelle III Osmotische Mittel, welche in den Gemischen mit Stickstoff mit dem Pulver D verwendet wurden
Nach Rekonstitution des Pulvers mit 10 ml Wasser wurden die Blasen gebildet. Unter Verwendung eines gepulsten Doppler-Signalverstärker-Kaninchen-Modells, wie in Beispiel III beschrieben, mit dem Unterschied, dass die injizierte Dosis auf 0,2 ml reduziert wurde (ca. 1 mg Trockenpulver pro kg Kaninchen) wurden ihre echogenen Eigenschaften in vivo bestimmt. Die 2a, 2b und 2c vergleichen den Zerfall des Ultraschallsignals mit der Zeit für unterschiedliche Füllgase bei eng beieinanderliegenden Partialdrucken. Die Daten sind paarweise angeordnet, so dass Mikroblasen-Präparationen, welche Perfluorether umfassen (dicke Linien), direkt mit ihren Perfluorkohlenstoff-Analogen (dünne Linien) verglichen werden. Anhand der Graphen ist ersichtlich, dass Perfluorether-gefüllte Blasen eine längere Fortdauer im Blutstrom haben als ihre Fluorkohlenstoff-Analoge.
Beispiel XII
In vivo-Wirksamkeit von Perfluorether-enthaltenden Gasemulsionen gegenüber Perfluoralkan-enthaltenden Gasemulsionen: Schweine-Modell
Pulver D wurde wie in Beispiel XI beschrieben hergestellt und mit Perfluorhexan-N₂-Gemisch (28 mg osmotisches Mittel pro Fläschchen, Partialdruck 0,16 atm) und C₅F₁₂O₄-N₂-Gemisch (22 mg osmotisches Mittel pro Fläschchen, Partialdruck 0,12 atm) gefüllt. Nach Rekonstitution des Pulvers mit 10 ml Wasser wurden die Blasen gebildet.
Anästhesierte Schweine (14–16 kg) wurden zur hämodynamischen Darstellung und zur Verabreichung von Kontrastmittel mit inneliegenden Kathetern in die femorale Arterie und die femorale und jugulare Vene versehen. Unter Verwendung eines HP Sonos 2.500 Ultraschall-Apparates wurden im Bereich der papillären Muskeln parasternale kurzachsige Bilder des Herzens erhalten. Die Bilder wurden im zweiten Oberwellen-Modus mit einer Breitband-Linearphasen-Matrixsonde erstellt, welche bei 2 MHz aussendet und bei 4 MHz empfängt. Die Darstellung erfolgte diskontinuierlich ("gated"), wobei sie zu der End-Diastole jedes Herzzyklus ausgelöst wurde. 0,5 ml des rekonstituierten Kontrastmittels wurden mit 0,5 ml steriler Kochsalzlösung verdünnt und während einer Minute über die Jugularvene infundiert.
Die 3a, 3b und 3c stellen ein Bild des Herzens vor der Infusion des Kontrastmittels (3a), eine Minute (3b) und 6 Minuten (3c) nach der Injektion dar.
Eine wesentliche Hervorhebung des Herzens wird für beide Füllgase eine Minute nach Injektion offensichtlich (3b). Während jedoch noch immer eine starke Hervorhebung des Gewebes in dem Bild erkennbar ist, welches unter Verwendung der Mikroblasen-Präparation, welche einen Perfluorether umfasst, nach 6 Minuten erhalten wurde (3c), hat die Hervorhebung auf dem Bild, welches unter Verwendung einer Mikroblasen-Präparation, welche Perfluorhexan umfasst, merklich abgenommen. Das zeigt, dass Perfluorpolyether gefüllte Mikroblasen eindeutig klinisch verwendbare Kontrastbilder für einen verlängerten Zeitraum bereitstellen.
Die vorstehende Beschreibung beschreibt bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen und beschreibt die für am besten erachtete Art und Weise. Dies soll jedoch so verstanden werden, dass die Erfindung auf viele Arten durchgeführt werden kann, unabhängig davon, wie detailliert das Vorstehende im Text erscheint, und die Erfindung sollte gemäß den anhängenden Ansprüchen und allen möglichen Äquivalenten davon ausgelegt werden.

Claims

Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung umfassend ein in einer Vielzahl sprühgetrockneter Mikrosphären dispergiertes osmotisches Fluorethergas-Mittel, wobei die sprühgetrockneten Mikrosphären eine grenzflächenaktive Substanz umfassen.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorethergas ausgewählt ist aus CH₃CH₂OCF₂CHF₂, CH₃CH₂OCF₂CF₃, CHF₂CH₂OCF₂CHF₂, CF₃CH₂OCF₂CH₂F, CF₃CH₂OCH₂CF₃, CF₃CH₂OCF₂CHF₂, CHF₂CH₂OCF₂CF₃, CF₃CH₂OCF₂CF₃, CH₃OCH₂CF₂CHF₂, CH₃OCH₂CF₂CF₃, CH₃OCF₂CF₂CHF₂, CH₃OCF₂CHFCF₃, CH₃OCF₂CF₂CF₃, CHF₂OCH₂CF₂CHF₂, CHF₂OCH₂CF₂CF₃, CF₃OCH₂CF₂CHF₂, CF₃OCH₂CF₂CF₃, CH₃OCH(CF₃)₂, CH₃OCF(CF₃)₂, CHF₂OCH(CF₃)₂, CH₃OCH₂CHF₂, CH₃OCF₂CH₂F, CH₃OCH₂CF₃, CH₃OCF₂CHF₂, CHF₂OCH₂CHF₂, CHF₂OCF₂CH₂F, CHF₂OCH₂CF₃, CHF₂OCHFCF₃, CF₃OCH₂CHF₂, CH₃OCF₂CF₃, CF₃OCH₂CF₃, CF₃OCHFCF₃, CF₃OCF₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₃OCF₃, CF₃(OCF₂)₄OCF₃ und Gemischen davon.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung eine Vielzahl von Hohlräumen umfasst.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die grenzflächenaktive Substanz aus Phospholipiden, Fettsäuren und Blockcopolymeren ausgewählt ist.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorethergas aus Perfluordiglyme, Perfluormonoglyme, Perfluorethylmethylether, Perfluordiethylether, Perfluordimethylether, Perfluormethylethylether, C₄F₁₀O₃, C₅F₁₂O₄, C₆F₁₄O₅, CF₃(OCF₂CF₂)₂OCF₃, CF₃OCF₂CF₂CF₃, C₂F₅OC₂F₅, CF₃OCF₃. CF₃OCF₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₂OCF₃, CF₃(OCF₂)₃OCF₃ und CF₃(OCF₂)₄OCF₃ ausgewählt ist.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus grenzflächenaktiver Substanz im Wesentlichen aus einem Phospholipid oder einem Gemisch von Phospholipiden mit mindestens einer Acylkette besteht, welche mindestens 10 Kohlenstoffatome umfasst, und mindestens etwa 5% Gew./Gew. der gesamten grenzflächenaktiven Substanz umfasst, wobei die zweite grenzflächenaktive Substanz mehr wasserlöslich ist als die erste grenzflächenaktive Substanz.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die erste grenzflächenaktive Substanz ein Phosphatidylcholin mit einer oder mehreren Acylketten umfasst, wobei mindestens eine Kette 12 bis 18 Kohlenstoffatome umfasst, und die zweite grenzflächenaktive Substanz ein Phosphatidylcholin mit einer oder mehreren Acylketten umfasst, wobei mindestens eine Kette 6 bis 12 Kohlenstoffatome umfasst.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei bei Zugabe eines wässrigen Mediums zu der Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung Mikroblasen von Gasemulsionen gebildet werden.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung auch Stickstoffgas enthält.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung weiter ein modifizierendes Gas enthält.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das modifizierende Gas Stickstoff ist.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mikroblase weiter ein erstes primäres modifizierendes Gas umfasst, wobei der Anteil des ersten primären modifizierenden Gases zu dem zweiten osmotischen Perfluorethergas-Mittel jeweils in einem Molverhältnis von 1:100, 1:75, 1:50, 1:30, 1:20, 1:10 bis etwa 1000:1, 500:1, 250:1, 100:1, 75:1 oder 50:1 vorliegt.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Hohlraum enthaltende Struktur ein Pulver umfasst.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 3, welche weiter ein in der Vielzahl von Hohlräumen dispergiertes modifizierendes Gas umfasst, wobei bei Zugabe eines wässrigen Mediums, in dem die Hohlräume enthaltenden Strukturen im Wesentlichen löslich sind, Mikroblasen gebildet werden, die das osmotische Fluorethergas-Mittel und modifizierendes Gas enthalten.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mikrosphären ein zusätzliches Kohlenhydrat umfassen.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das zusätzliche Kohlenhydrat ein Zucker ist.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die grenzflächenaktive Substanz aus nicht-ionischen grenzflächenaktiven Substanzen, neutralen grenzflächenaktiven Substanzen, anionischen grenzflächenaktiven Substanzen, neutralen fluorierten grenzflächenaktiven Substanzen und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die sprühgetrockneten Mikrosphären hohl und kugelförmig sind.
Mikroblasenvorläufer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mikrosphären einen Durchmesser zwischen 1 und 15 Mikron aufweisen.